Bekijk het origineel

Weersverwachting voor langere termijn kan nauwelijks beter

Bekijk het origineel

PDF Bekijken
+ Meer informatie

Weersverwachting voor langere termijn kan nauwelijks beter

„Depressies hebben een levensduur van vijf dagen, dat is dus de maximale voorspeltermijn van het KNMI"

11 minuten leestijd

HAARLEM - Weervoorspellers zitten aan de grenzen van hun kunnen. Technisch is het mogelijk om een weersverwachting te maken „tien dagen vooruit" maar dikwijls reikt de betrouwbaarheid niet veel verder dan een dag of vijf en soms gaat het al na enkele uren mis. Nog grotere computersystemen zijn volgens dr. ir. J. D. Opsteegh van het KNMI geen oplossing voor dat probleem. „Want de kleinste bewegingen in de lucht, zoals die door een vlinder veroorzaakt worden, kunnen indirect zelfs het geboorteproces van een actieve depressie op gang brengen".

Opsteegh, in De Bilt hoofd van de afdeling voorspelbaarheidsonderzoek, zei dit vorige week in het Teylers Museum in Haarlem. Daar hield hij een lezing met als titel "Chaos in de atmosfeer". 

Hemelvaartsdag 1983 is voor Opsteegh een 'dankbaar' voorbeeld. Op het zuiden van de Noordzee ontstond een depressie waarin zich een storm ontwikkelde die met een geweldige vaart over Nederland trok. Het KNMI had de depressie te laat in de peiling. De waarschuwingen gingen daardoor ook te laat de ether in en vooral de zeilers op het IJsselmeer en het verkeer werden onaangenaam verrast. In de vliegende storm verloren tien mensen het leven. Opsteegh geeft aan waar de haper zat: onvoldoende waarnemingspunten boven de Noordzee waardoor de meteorologen in het eerste stadium niets in de gaten hadden. Ze misten zo de vorming van een depressie die grote betekenis kreeg voor het weer van de daarop volgende uren. Zo'n situatie kan zich vandaag of morgen opnieuw voordoen want ook nu bestaat er boven de Noordzee nog geen optimaal waarnemingsnet.

Opsteegh wijt dat vooral aan het ontbreken van radiosondes boven de Noordzee. Radiosondes of weerballons worden dagelijks op vaste punten boven land opgelaten. Tijdens het stijgen geven ze via een zendertje een groot aantal gegevens over de toestand van de lucht in hogere lagen door aan een grondstation. Naast de informatie van radiosondes krijgen weerstations gegevens van weerschepen, drijvende boeien en weersatellieten. De laatste manier levert volgens Opsteegh nog veel te weinig betrouwbare gegevens op. „Het is voor ons erg moeilijk om met behulp van de satellietgegevens een goede dwarsdoorsnee van de atmosfeer te maken. Vooral bewolking is daarbij een belangrijke belemmering". De betrouwbaarste gegevens worden volgens de meteoroloog tot nu toe verkregen door middel van de radiosondes.

Negentien luchtlagen
Om vanaf een bepaald tijdstip een meerdaagse weersverwachting te maken moeten zoveel mogelijk gegevens bekend zijn van dat moment, over de toestand van de atmosfeer over de hele aarde. Voor een weersverwachting van enkele dagen vooruit moeten miljarden berekeningen in korte tijd worden uitgevoerd. Zelfs met de grootste computers is het niet mogelijk om veranderingen voor iedere willekeurige plaats in de atmosfeer te berekenen. Daarom worden de gegevens maar voor een beperkt aantal plaatsen verzameld. De afstand tussen de metingen die op het land worden gedaan is ongeveer honderd kilometer, boven de oceanen liggen de meetpunten duizend kilometer uit elkaar. Bovendien wordt er meer verzameld dan grondgegevens. Op ieder meetpunt wordt de weersituatie in negentien luchtlagen, tot een hoogte van ongeveer dertig kilometer, boven dat punt waargenomen en vastgelegd.

In Europa heeft een aantal landen, waaronder Nederland, gezamenlijk een weerrekencentrum opgericht. Daar, in het Britse Reading, beschikt men tegenwoordig over het beste rekenmodel om meerdaagse weervoorspellingen te doen. Het computerprogramma is zo opgezet dat het de toestand van het weer vooruitberekent voor alle plaatsen van het meetnet.

Verleiding
Zelfs de miljarden berekeningen die met al die meetgegevens worden gedaan leveren volgens Opsteegh nog maar een globaal beeld op. „De grote onderlinge afstand tussen de meetpunten betekent dat alleen de grootschalige structuur van de hoge- en lagedrukgebieden en de daarbij behorende luchtbewegingen worden vastgelegd. Als we de begintoestand nauwkeuriger willen bepalen moet het aantal metingen, met name op de oceanen, drastisch worden opgevoerd".

In de roep om verbetering van de meerdaagse voorspellingen hoort Opsteegh zelfs ook bij zijn vakbroeders de stelling: meer meetpunten geeft een beter resultaat. Zelf gelooft hij er niet in. „We kunnen in de verleiding komen om te proberen de vorming van depressies te gaan voorspellen door de computermodellen en het waarnemeningsnetwerk zodanig te verfijnen dat verschijnselen met een afmeting van honderd kilometer door het model kunnen worden beschreven. Daarvoor moeten onze computers een capaciteit hebben die honderd tot duizend keer zo grote capaciteit hebben dan de huidige supercomputers. Er moeten iedere paar uur waarnemingen gedaan worden op regelmatige afstanden van tien kilometer. Afgezien van de astronomische kosten die dit met zich meebrengt, zal de toename van de bruikbare verwachtingstermijn maar klein zijn. De verschijnselen die je ermee opspoort hebben een veel kleinere ruimtelijke schaal dan een depressie en leven daarom ook veel korter, ongeveer een dag. De winst in de voorspelhorizon is dan ook hoogstens een dag".

Vuurtje
Zo kan Opsteegh nog even doorrekenen, „Maar de winst van een fantastisch avontuur, met een computercapaciteit van tien miljoen keer de huidige en metingen op onderlinge afstanden van een kilometer die over de hele wereld iedere tien minuten gedaan moeten worden, is slechts een paar uur. Want al heel snel wordt de luchtstroming op kleine schaal beïnvloed door toevallige omstandigheden van buitenaf. Iemand stookt ergens een vuurtje, waardoor luchtbeweging ontstaat. Een vliegtuig stijgt op, een vlinder vliegt van een bloem.

Al deze niet voorziene omstandigheden veroorzaken kleine fouten in de door de computer berekende ontwikkeling van de luchtcirculatie".

„Zo zijn door een keten van atmosferische gevoeligheden de kleinst mogelijke krachten van invloed op de toekomstige ontwikkeling van het weer. We weten dat de atmosfeer depressies moet vormen maar de precieze tijd en plaats is onvoorspelbaar en zelfs onbepaald omdat niemand kan weten wanneer vlinders hun vleugels strekken".

Wat kan dan wel voorspeld worden? Opsteegh: „De levensloop van een depressie. Als de metingen de geboorte van een nieuwe depressie hebben vastgelegd, geven de modelberekeningen vaak een redelijk nauwkeurige schatting van de verdere ontwikkeling. Het is dus de ontwikkeling van de al bestaande structuren die voorspelbaar is.

Voorspelbaarheid is daarmee dus gekoppeld aan de levensduur van de structuren. Depressies leven ongeveer vijf dagen. Dat is dus de maximale voorspeltermijn van het KNMI".

Het ontstaan van depressies is het gevolg van de grote temperatuurverschillen op aarde. Omdat het bij de evenaar veel warmer is dan aan de polen, stijgt de lucht in de tropen en is er bij de polen, door de grote afkoeling daar, sprake van een dalende luchtbeweging.

De lucht stroomt daardoor voortdurend van de evenaar in de richting van de polen. Omdat de aarde daar met grote snelheid in oostelijke riching als het ware onder door draait, ontstaat er een brede gordel van westenwinden. Die bepalen, met de depressies die daar al of niet in voorkomen, ons weerbeeld.

De grootste snelheid bereikt die wind of straalstroom op een hoogte van tien kilometer.

Meanders
Als de snelheden te groot worden ontstaan er meanders, golvende bewegingen, in die straalstroom. Opsteegh: „Dat is ter vergelijken met een straal water uit de kraan.

Als die langzaam loopt is die waterstraal heel regelmatig. Alle deeltjes bewegen evenwijdig ten opzichte van elkaar. Gaat de kraan verder open dan wordt de straal plotseling onregelmatig. Dat gebeurt ook in de atmosfeer en daarbij ontstaat dan meestal een wervelstructuur".

De wervelstructuur, op een satellietfoto vrijwel altijd fraai zichtbaar, vormt een depressie. De wervel van een depressie is meestal 1000 tot 3000 kilometer in doorsnee en heeft een levensduur van een dag of vijf. Door de draaiende luchtbeweging rond een depressie wordt er warme lucht naar het noorden verplaatst en wordt koude lucht naar het zuiden gezogen.

Daardoor nemen de temperatuurverschillen tussen pool en evenaar af. Bij kleinere temperatuurverschillen neemt ook de windsnelheid in de straalstroom af en daarmee ook de werveling. „De depressie heeft dan zijn taak volbracht en zichzelf opgeheven".

Chaos
Volgens Opsteegh is het de chaoswiskunde geweest die heeft gewezen op de mogelijkheid dat natuurlijke systemen als regel chaotisch gedrag vertonen en daarom uiterst gevoelig reageren op kleine veranderingen in hun toestand en op invoeden van buitenaf. Een kleine verandering in de toestand van een depressie is bij voorbeeld het ontwikkelen van een bui in het lagedrukgebied. „Door uiterst gevoelig te reageren op iedere prikkel, is de precieze ontwikkeling van de atmosfeer afhankelijk van de ontwikkeling van het totale ecosysteem van de aarde en kan daarvan niet los worden gezien. Zo zou het kunnen zijn dat de toekomstige ontwikkeling van alle natuurlijke systemen slechts bepaald is op het niveau van het totale universum. Op dat niveau kan er van menselijk kunnen en voorspellen geen sprake zijn", meent Opsteegh.

Daarom houdt hij bij de voorpelbaarheidsgrens, gekoppeld aan de levensduur van een depressie, nog graag een slag om de arm. „Op ieder moment kunnen zich storingen voordoen waardoor de verwachte ontwikkeling van een bestaande depressie soms toch volledig fout kan gaan. Voor de lange termijn worden we geconfronteerd met de fundamentele onmogelijkheid van ons streven. Daarom moeten we ook meer onderzoek doen naar mogelijke verbetering van de korte-termijnverwachtingen".

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Bekijk de hele uitgave van dinsdag 16 januari 1990

Reformatorisch Dagblad | 14 Pagina's

Weersverwachting voor langere termijn kan nauwelijks beter

Bekijk de hele uitgave van dinsdag 16 januari 1990

Reformatorisch Dagblad | 14 Pagina's

PDF Bekijken