In de zomermaanden komt het natuurlijk wel vaker voor: het ene moment komt het met bakken uit de hemel en een paar tellen later is het ineens nagenoeg droog en lijkt zowaar het zonnetje door te breken. In een weersverwachting kunnen we nooit exact zeggen waar en wanneer deze buien precies gaan vallen. Het maken van een weersverwachting gaat dan ook altijd gepaard met onzekerheden en het is de taak van de meteoroloog om tot een juiste verwachting te komen. Hoe maken we zo’n weersverwachting eigenlijk en waar komen alle gegevens vandaan?
De locatie en de intensiteit van lokale zware onweersbuien, zoals ze in het einde van vorige maand wel eens voorkwamen, zijn op voorhand nooit exact te verwachten. Het maken van een weersverwachting gaat dan ook altijd gepaard met onzekerheden. Foto: Rob van der Duim, Ede.
Weermodellen
Om vooraf te bepalen wat het weer op een bepaald moment gaat doen, wordt gebruik gemaakt van weermodellen. Een weermodel is eigenlijk niets anders dan een model dat de verwachte toestand van de atmosfeer berekent op een bepaald tijdstip. Een model probeert de werkelijkheid zo gedetailleerd en nauwkeurig mogelijk te simuleren. Echter, om het weer in de toekomst na te kunnen bootsen, moet een model natuurlijk wél de actuele situatie goed genoeg ‘oppakken’. Om de weermodellen te laten draaien op de supercomputer zijn daarom de juiste gegevens noodzakelijk. Om deze modellen te ‘voeden’ worden er allerlei metingen en waarnemingen gedaan. Met alle gegevens kan een supercomputer, via allerlei complexe berekeningen, vervolgens de toestand van de atmosfeer vooruit ‘berekenen’.
De vele observaties van het weer die worden gedaan, dienen als input voor een weermodel. Met behulp van deze gegevens en allerlei complexe berekeningen kan een weermodel de toestand van de atmosfeer op een bepaald moment bepalen.
Minstens zo belangrijk: waarnemingen van het weer!
Weerwaarnemingen zijn dus essentieel binnen de weerkunde. Ze zijn nodig als input voor een weermodel, waarmee vervolgens allerlei ingewikkelde berekeningen worden gedaan om zo te bepalen hoe de atmosfeer weerkundig in elkaar steekt. Deze meetgegevens worden op allerlei manieren verkregen. Denk hierbij aan waarnemingen op de grond (zowel op zee als op land) met weerstations, vliegtuigen, weerballonnen, schepen, boeien en zelfs satellieten! Deze enorme hoeveelheid aan data wordt vervolgens in een zogenaamde ‘supercomputer’ gestopt.
Na een tijdje hebben de modellen de toestand van de atmosfeer in een bepaalde ‘box’ voor een bepaalde tijd berekend. Dat gebeurt natuurlijk niet alleen aan de grond, zeker niet! Ook de hogere luchtlagen worden meegenomen om zo een compleet beeld te verkrijgen van de atmosfeer.
Waarnemingen van het weer worden op allerlei manieren verkregen: weerstations, boten, vliegtuigen en zelfs satellieten dragen hier aan bij. Het is cruciaal voor de weermodellen om te draaien.
Het gebied waarover een weermodel het weer berekent, kan worden verdeeld in zogenaamde rasters of weer grids. Het zijn eigenlijk de vierkantjes/hokjes waarin de berekeningen plaatsvinden. Alsof het nog niet complex genoeg is: deze vierkantjes bevinden zich op meerdere breedtes, hoogtes en dieptes én lopen dus met de tijd mee. De zogenaamde ‘resolutie’ geeft aan hoe groot die aparte vierkantjes zijn waarvoor alle berekeningen moeten worden gedaan. Na de berekeningen uit te hebben gevoerd voor élk aparte vierkantje volgen hieruit de meteorologische termen zoals wij die kennen: temperatuur, wind en neerslag bijvoorbeeld.
Een gebied waarvoor een weermodel het weer 'berekent', kan worden opgedeeld in allerlei vierkantjes.
Hoe hoger de resolutie, hoe gedetailleerder een weersverwachting is. Een lage ruimtelijke resolutie (grote vierkantjes) kan er voor zorgen dat hele kleinschalige ontwikkelingen in de atmosfeer (zoals zeer plaatselijke onweersbuien) worden gemist. Echter, voor een hogere resolutie is natuurlijk veel meer rekenkracht nodig. Deze modellen berekenen dan ook vaak het weer voor een kleiner gebied (bijvoorbeeld alleen voor de Benelux) en voor een kortere tijd in de toekomst (48 uur vooruit bijvoorbeeld). Er bestaat namelijk een enorm aantal weermodellen: GFS, ECMWF, UKMO, WRF, Arpege, Arome, HARMONIE, etc. Bedenk echter dat geen enkel weermodel in staat is de toestand van de atmosfeer perfect te simuleren: het is en blijft immers een model. Er zullen vereenvoudigingen moeten worden gemaakt om de complexe atmosfeer zo nauwkeurig mogelijk te simuleren.
Tussen de weermodellen bestaat een verschil in resolutie. De resolutie geeft eigenlijk aan hoe groot de vierkantjes (weer grids) zijn waarvoor het model het weer berekent. Hoe groter de resolutie, hoe nauwkeuriger en gedetailleerder de verwachting.
Het gaat steeds nauwkeuriger!
De techniek en dus de rekenkracht gaan er met de jaren op vooruit. Dit heeft natuurlijk zijn invloed op de nauwkeurigheid van de weermodellen: de supercomputers van de weermodellen worden steeds krachtiger en de weermodellen worden zo steeds sneller en nauwkeuriger. Regelmatig worden er updates gedaan en beetje bij beetje kunnen we steeds nauwkeuriger verder vooruit kijken. Vergeleken met zo’n 40 jaar geleden, toen de weermodellen volop in ontwikkeling waren, zijn ze nu véél nauwkeuriger. Sterker nog: een weersverwachting in die tijd voor 3 dagen vooruit was net zo goed als dat het nu is voor een week vooruit! Onthoud hierbij wel: een perfecte ‘verwachting’ van een weermodel bestaat niet en zal er ook nooit komen. We komen natuurlijk wel steeds dichter in de buurt van deze perfectie.
Deze nogal ingewikkelde grafiek geeft aan hoe nauwkeurig een belangrijke variabele in de weerkunde wordt gemodelleerd (door het Europese weermodel ECMWF). De verschillende kleuren geven aan hoe ver van tevoren de variabele werd bepaald. Logisch is dus dat hoe verder vooruit werd gekeken, hoe lastiger het is om de werkelijkheid van een tijdje later te benaderen. Hoe hoger de waarde op de y-as, hoe nauwkeuriger de verwachting. De weermodellen doen het steeds beter! Bron: ECMWF.
Wat doet een meteoroloog dan eigenlijk?
Je denkt nu misschien: dus de weermodellen doen ál het werk? Dat is niet helemaal zo: het werk van een meteoroloog is namelijk cruciaal voor het maken van een weersverwachting. Een weermodel produceert namelijk géén weersverwachting. Een meteoroloog moet de weermodellen beoordelen en alle uitkomsten van een weermodel omzetten naar een zo nauwkeurig mogelijke verwachting.
Als meteoroloog kennen we vaak wel de situaties waarbij een bepaald weermodel minder goed presteert. Het ene model is namelijk vaak veel te enthousiast voor onweer, terwijl het andere model de minimumtemperatuur tijdens heldere nachten onderschat. Wat ook meespeelt, is de vraag of het weermodel wel goed genoeg op de huidige situatie zit. Als het namelijk de situatie op het begin al niet goed meepakt, dan is de kans aannemelijk dat het verder in de tijd alleen maar verder van de werkelijkheid wegloopt. Een kleine verandering van het startpunt van zo’n weermodel kan verder in de toekomst een enorm effect hebben: de chaostheorie. Elk weermodel heeft zo dus zijn voordelen en nadelen. Een meteoroloog beoordeelt dus de weermodellen en maakt op basis hiervan een verwachting, en dat is soms nog een lastige klus! Ondanks alle computers, weermodellen en meteorologische data blijft het maken van een weersverwachting en het waarschuwen van de samenleving vooral mensenwerk.
De pluim uitgelegd
Gisteren hadden we al geschreven over de mogelijke extreem hoge temperaturen die richting het einde van volgende week op het programma staan. De onzekerheid is groot hierin en dit is ook terug te zien in de pluim. Maar even ter herhaling: wat is zo’n pluim en hoe wordt deze gemaakt?
Een pluim is een soort grafiek die meteorologen gebruiken om te kijken hoe zeker een verwachting is. In het geval van de pluim op onze site is dat de pluim van het Europese weermodel ECMWF. In zo’n pluim kunnen verschillende variabelen worden gebruikt: temperatuur, hoeveelheid neerslag, bewolkingsgraad, windkracht en -richting. Meestal geldt: hoe verder je in de toekomst kijkt, hoe onzekerder de verwachting wordt. Maar in enkele gevallen zitten er ook op korte termijn grote verschillen. Dit zien we vaak wanneer er een overgang van koeler naar warmer weer (of andersom) berekend wordt, waarbij de verschillen in timing dan vaak de onzekerheid geven.
Om tot de pluim te komen, wordt eerst één hoofdberekening gedaan: de operationele run. Dit is de rode lijn in de pluim en het is de weerberekening met de hoogste resolutie. Voor deze berekening zijn alle gegevens van tevoren correct ingevoerd, zoals ze doorgegeven zijn door de weerstations en andere manieren van waarnemingen van het weer. In principe is deze berekening het meest betrouwbaar, echter, ook de operationele run kan er naast zitten!
Na de operationele run volgt de controle run (de blauwe stippellijn). Dit is weer een berekening waarbij alle gegevens in het begin kloppen, alleen wordt deze wat minder gedetailleerd berekend (met een lagere resolutie). Vervolgens worden er nog 50 keer berekeningen van de atmosfeer gedaan. Bij deze 50 berekeningen zijn steeds de begincondities nét een beetje aangepast. Een kleine aanpassing van de begincondities kan enorme gevolgen hebben voor de verwachting op lange termijn (chaostheorie). Wanneer je vervolgens al die berekeningen in één grafiek zet, krijg je lijntjes die soms een beetje lijken op een rookpluim, vandaar de naam “pluim”. Als de berekeningen, en dus de lijntjes, relatief dicht bij elkaar liggen, dan is de verwachting redelijk betrouwbaar. Wanneer de lijntjes verder uit elkaar liggen, wat we eigenlijk altijd op de lange termijn zien, dan is de betrouwbaarheid lager. Bedenk je echter dat natuurlijk niet één lijntje het altijd bij het correcte eind heeft. Het weer houdt zich niet aan deze berekeningen. Het is de taak van de meteoroloog om deze onzekerheid mee te nemen in het maken van de weersverwachting en met de meteorologische kennis een juiste weersverwachting op te stellen.
Tropische hitte op komst?
Tot en met het weekend blijven de temperaturen vrij gematigd voor de tijd van het jaar met een graad of 21. Daarmee zitten we rond of eigenlijk iets onder het langjarig gemiddelde. Vanaf maandag vindt er een overgang plaats naar zomers weer met meer zon en dan blijft het aanhoudend droog. Een krachtig hogedrukgebied boven de Atlantische Oceaan wat al een tijd lang ons weer beïnvloedt, trekt dan over onze omgeving richting Centraal-Europa. Het gevolg is dat we in onze regio (tijdelijk) in een zuidelijke aanvoer komen. De temperaturen zullen dan ook omhoog gaan met op maandag al zomerse waarden in delen van het land en op dinsdag kunnen in het zuiden al tropische waarden worden gehaald.
Maar dan… Vanaf woensdag zien we de onzekerheid enorm toenemen. De spreiding in de pluim zien we dan flink toenemen. Er zijn signalen dat we op woensdag en vooral donderdag tijdelijk in de koelere lucht terecht komen. De grens tussen tropisch hete lucht ten zuiden van Nederland en koelere oceaanlucht ten noorden/noordwesten van onze omgeving zwabbert op woensdag, donderdag en vrijdag een beetje in onze omgeving. De exacte locatie zal uiteindelijk bepalen of de temperaturen rond het langjarig gemiddelde uitkomen, of dat we ook op deze dagen al temperaturen van 30 graden of meer mogen verwachten. Op de zeer lange termijn, vanaf volgend weekend, valt er nog weinig te zeggen. Nog altijd zijn er, zoals de afgelopen dagen vaker het geval was, opties voor extreme hitte. Sommige berekeningen laten temperaturen van ruim 35 graden tot zelfs 40 graden voor het zuiden zien! Het is echter ook goed om te vermelden dat de kans op temperaturen rond of misschien zelfs iets onder het langjarig gemiddelde in de pluim nog altijd grofweg even groot is. We mogen de kansen in ieder geval niet negeren, want het zou niet de eerste keer zijn in de zomer dat de (extreem) warme berekeningen op de lange termijn werkelijkheid worden. Mocht dat deze keer ook uitkomen, dan behoort een hittegolf zeker tot de mogelijkheden. Voorlopig zullen we nog even moeten afwachten...
In de pluim van vanochtend van het Europese weermodel ECMWF zien we vanaf maandag een stijgende trend in de temperatuur met zomerse waarden. Echter, vanaf woensdag zien we de onzekerheid toenemen. Een deel van de leden gaat voor een verdere stijging van de temperatuur, maar er zijn ook genoeg leden (waaronder de operationele run) die koelere lucht over ons land uit laten stromen. Dit zal simpelweg nog even afwachten zijn... Op de lange termijn, vanaf volgend weekend, zijn er berekeningen die het zelfs tot extreme hitte laten komen (ruim 35 graden), maar er zijn ook nog genoeg leden (zo niet meer) die temperaturen rond of iets onder het langjarig gemiddelde laten uitkomen.
Opvallend is ook de neerslagpluim van vanochtend van het Europese weermodel ECMWF. De neerslagkansen zijn voor de komende dagen bijzonder klein. Afgezien van wat spatjes regen de komende dagen, blijft het naar verwachting tot en met volgend weekend zo goed als droog. De droogte zal dan ook verscherpen...
De komende dagen zal er meer duidelijkheid komen over de exacte temperaturen die we mogen verwachten. Feit is wel dat zeer warme lucht in de loop van volgende week vanuit het Iberisch Schiereiland, en eigenlijk van origine helemaal uit Noord-Afrika, noordwaarts Europa in trekt. Zuid-Europa kan in ieder geval rekenen op extreem hoge temperaturen: voor Spanje en Portugal staan zelfs temperaturen van mogelijk wel 45 graden in de verwachting volgende week. Ook de droogte zal in Zuid-Europa verder verscherpen, wat onder andere in het noorden van Italië op dit moment al een groot probleem is. De vraag voor ons is echter nog even hoe ver noordelijk de hitte zal reiken in de loop van volgende week en daarna… Voor de details kun je natuurlijk altijd ons weerbericht lezen!
Begin volgende week raken we de noordwestelijke aanvoer kwijt en draait de wind naar het zuidwesten. Warmere lucht zal ons dan weten te bereiken en vanaf maandag gaan de temperaturen dan ook omhoog. Bovendien komt de zon er ook vaker bij. Al met al dus prachtig zomerweer! Wat de temperaturen na dinsdag doen, blijft nog even afwachten...
