Sommige jaren speelt het tijdens het zomerhalfjaar bijna geen rol van betekenis (zoals dit jaar), andere jaren staan de kranten er vol mee: droogte en alle bijbehorende problemen. Zo ook in het jaar 2018, de droogste zomer van deze eeuw, die veel mensen zich nog wel kunnen herinneren. Wat blijkt nu echter volgens het KNMI: die droogteperiode was helemaal niet heel extreem. Hoe zit dat?

Verschillende methodes

Wereldwijd zijn er erg veel methodes om de droogte in een land te berekenen. Deze methodes hebben allemaal zo hun voor- en nadelen. In Nederland hoor je tijdens een periode van droogte vooral veel over het neerslagtekort. Dit wordt bijgehouden tijdens het zogenaamde groeiseizoen (van april t/m september) en meet hoeveel regen er valt en hoeveel water er ook weer uit de grond verdampt. 

Hoe werkt dat precies? Stel, op een dag valt er 3 mm regen, maar de verdamping is 5 mm die dag. Aan het einde van de dag heb je dan een neerslagtekort van 2 mm. Er is namelijk 2 mm meer verdampt dan dat er is gevallen die dag. Andersom kan je ook een neerslagoverschot krijgen, als er meer regen valt dan er verdampt. Dit is bijvoorbeeld het geval als er 5 mm regen valt en de verdamping is 3 mm. Op dat moment is er een neerslagoverschot.

Figuur 1: De blauwe balken is hoeveel regen er valt per maand, de gele balken hoeveel water er weer verdampt per maand. In de zomer verdampt er meer water, dan dat er aan regen valt en hebben we een neerslagtekort. In de winter wordt dit echter normaal gesproken weer recht getrokken, aangezien dan nauwelijks water verdampt. 

Door elke dag dit getal uit te rekenen en die vervolgens allemaal bij elkaar op te tellen, krijg je een grafiek waar je de droogte uit kunt aflezen. Als er dus geen regen valt, maar het is wel warm, dan verdampt er wel veel water, maar wordt het bijna niet aangevuld. In zulke situaties kan je neerslagtekort erg snel oplopen.

Figuur 2: De huidige grafiek van het neerslagtekort (zwarte lijn). Je ziet dat er dit jaar nauwelijks sprake is van droogte. Hoe anders was dat in 2018 (grijze lijn), toen de droogte recordwaardes aantikte! ©KNMI

Hoeveel regen er valt is natuurlijk duidelijk, dit wordt gemeten met een regenmeter. De verdamping meten is iets ingewikkelder, maar gelukkig ook mogelijk! Zo kunnen we een heel precies neerslagtekort- of overschot berekenen voor Nederland.

Figuur 3: Het huidige neerslagtekort op de kaart van Nederland. In Limburg is natuurlijk na alle rampspoed van vorige week nauwelijks sprake van een tekort, in het westen neemt de droogte echter wel toe. ©KNMI

Er zit echter ook een nadeel aan deze methode. Zo begin je elk jaar in april weer op een neerslagtekort van 0 mm. In de winter wordt het neerslagtekort namelijk niet meer uitgerekend per dag, omdat planten dan nauwelijks nog water verdampen en er ook geen vocht meer uit de bodem verdampt door de kou. 

Het probleem hiervan is alleen dat de voorgeschiedenis niet meegenomen wordt. Elk jaar in april wordt de teller weer op 0 gezet, waardoor we niet de voorgeschiedenis weten van de bodem en de grondwaterstanden! Zo waren de zomers van 2019 en 2020 ook droog verlopen volgens het neerslagtekort, maar het viel allemaal wel mee. Wat men echter niet weet, is dat er al twee droge zomers voor gezeten hebben en de natuur het dus al erg zwaar had! Zo was die droogte in die jaren dus een toch een stuk erger dan normaal.

Nieuwe methode genaamd SPEI

Hoe anders is dat bij de methode genaamd SPEI (Precipitation-Evaporation Index). Deze kan het hele jaar bijgehouden worden, dus is wat dat betreft veel handiger om zogenoemde langjarige periodes van droogte te classificeren! 

Bij SPEI wordt er simpel gezegd gekeken naar hoeveel het neerslagtekort normaal gesproken had moeten stijgen of dalen en hoeveel het neerslagtekort daadwerkelijk is gestegen of gedaald in een vooraf bepaalde periode. Is er veel meer regen gevallen en juist veel  minder verdamping geweest dan normaal? Dan zal de parameter negatief uitslaan en vertellen dat die periode te nat is geweest. Andersom kan natuurlijk ook.

Verschillende tijdschalen

Vervolgens wordt er bij deze methode ook nog gekeken naar tijdschalen. Zo kan het zo zijn dat ze maar een maand terug gaan. Dan gaan ze dus eerst opzoeken hoeveel het neerslagtekort zou toe- of afnemen normaal gesproken in die maand, vervolgens kijken ze wat er echt gebeurd is. Is het veel te droog geweest? Dan wordt het een rode lijn. Is de maand te nat verlopen? Dan zie je een blauwe lijn

Figuur 4: De zogenaamde SPEI-1 grafiek. In periodes van telkens een maand is het neerslagtekort- of overschot berekend. Er zijn enorme variaties op zo'n korte tijdschaal. ©KNMI

Bij een maand zie je enorme variaties en kun je er eigenlijk geen echte patronen in herkennen. Dat komt omdat er hele grote verschillen kunnen zitten tussen 2 verschillende maanden. Het KNMI noemt dit ook wel meteorologische droogte. Als een maand veel te droog is geweest, zie je dit vooral aan het gras in de zomer, dat wordt namelijk geel. Maar als de maand daarna meteen weer erg nat is, slaat deze parameter meteen uit naar de natte kant. Het gras wordt weer groen en iedereen denkt dat de droogte voorbij is, maar in werkelijkheid is er veel meer water nodig om alles weer aan te vullen. Deze parameter reageert dus heel snel op regen en is niet geschikt om over langere periodes te kijken naar de droogte.

Dit kun je oplossen door grotere tijdstappen te nemen. Bijvoorbeeld door te kijken naar een periode van 3 maanden. Waren de afgelopen 3 maanden te droog of te nat? Deze parameter zal minder snel reageren op een paar dagen veel regen tussendoor die wel iets van het probleem oplost, maar niet veel. Je ziet nu al veel duidelijker bepaalde periodes eruit springen!

Figuur 5: De SPEI-3 grafiek. Als je kijkt naar periodes van 3 maanden, kun je al veel beter erg natte en erg droge periodes van elkaar onderscheiden. ©KNMI

Door deze periode steeds langer te maken, kun je goed kijken hoe lang deze droge periodes echt aanhouden en hoe intens ze geweest zijn. Zo zie je pas echt goed hoe droog het is, als je 12 maanden terug gaat kijken! Dit noemen ze dan ook hydrologische droogte, dus droogte die invloed heeft op bijvoorbeeld de grondwaterstanden en de afvoer van rivieren. Pakken we die kaart erbij, zien we duidelijk de periodes met ernstige droogte, maar ook erg natte periodes.

Figuur 5: De SPEI-12 grafiek. Hierin zie je nu duidelijk de extreem droge jaren eruit springen, zoals de droogte in 1976 en 2018. Qua omvang zie je echter dat periode van droogte zoals in 2018 wel vaker voorgekomen zijn. ©KNMI

Wat blijkt dus nu? Aan de hand van deze parameter zijn maar liefst 6 periodes van droogte geweest die heftiger waren en langer duurden! Dat valt goed te zien in onderstaand kaartje. Linksboven staan alle droogteperiodes die maar kort duurde en die ook niet heel intens waren. Hoe verder het bolletje naar rechts op de kaart, hoe langer de droogte duurde. Hoe verder naar beneden, hoe heftiger de droogte was. 

Figuur 6: De periodes van droogte uitgezet tegen de lengte op de X-as en de intensiteit op de Y-as. Verdere toelichting staat hieronder. ©KNMI

Hoe verder naar rechtsonder, hoe heftiger de droogte. Het jaar 2018 bezit een mooie plek, maar er zijn zes bolletjes die nog intenser waren en langer duurde! 1921 is wat dat betreft de absolute koploper: de droogte duurde toen maar liefst 30 (!) maanden en was erg intens. Ook het bekende jaar 1976 staat ertussen (volgens de andere parameter, het neerslagtekort, was dat de droogste zomer ooit gemeten). De jaren 2019 en 2020 zijn ook voorzien van een label.

"Waterbeheer staat voor complexe taak"

Het KNMI sluit dit onderzoek af met de mededeling dat het waterbeheer de komende jaren voor een complexe taak komt te staan. Door klimaatverandering wordt verwacht dat er vaker droogte gaat voorkomen in het binnenland. Tegelijkertijd worden de buien in de zomer steeds heftiger (zoals we vorige week in Limburg hebben kunnen zien). Er moet dus gezorgd worden dat er in periodes van droogte voldoende water wordt vastgehouden, maar tegelijkertijd moet tijdens extreme buien het water ook heel snel weg kunnen om overstromingen te voorkomen! Een uitdagend vraagstuk voor de toekomst... 

Naast droogte zagen we vorige week ook het andere uiterste: zware overstromingen maakten toen grote delen van Zuid-Limburg zo goed als onbereikbaar.