Categorie archief: Extreem weer

Attributie van extreme gebeurtenissen: is het weer of is het klimaat?

Sinds 2011 brengt het Bulletin of the American Meteorological Society (BAMS) jaarlijks een speciale editie uit die volledig gewijd is aan de attributie van extreme gebeurtenissen. Onlangs verscheen de vijfde editie, gewijd aan extreme gebeurtenissen die plaatsvonden in 2015. Naar aanleiding hiervan gaf Climate.gov (NOAA) de antwoorden op een aantal veelgestelde vragen. Hier volgt een (vrije) vertaling.

Hoofdpunten:

  • Extreme gebeurtenissen ontstaan altijd door een samenspel van meerdere factoren. Attributiestudies onderzoeken of de menselijke invloed op het klimaat een van deze factoren is.
  • Een attributiestudie kan aangeven of klimaatverandering invloed heeft gehad op de kans op of op de ernst van een extreme gebeurtenis. Maar er kan niet aangetoond worden of klimaatverandering wel of niet “de oorzaak” was van een specifieke gebeurtenis.
  • Attributie van extreme hitte en neerslag is eenvoudiger dan attributie van natuurbranden, droogtes, of tornado’s.
  • Inzicht in de bijdrage van klimaatverandering aan de kans op of de ernst van extreem weer kan behulpzaam zijn bij het beheersen van toekomstige risico’s.
  • Vanwege de complexiteit van de onderzoeken zijn attributiestudies vaak moeilijk uit te voeren op het moment dat een gebeurtenis daadwerkelijk plaatsvindt.
  • Sinds 2011 brengt BAMS in samenwerking met NOAA een speciaal rapport uit dat volledig is gewijd aan de attributie van extreme gebeurtenissen. Onderzoekers van het KNMI dragen vanaf het begin bij aan deze speciale rapporten. Meer informatie over de uitgave van dit jaar hier.

De wetenschap heeft in de loop van deze eeuw steeds meer aanwijzingen gevonden dat klimaatverandering bijdraagt aan de kans op en de ernst van extreme weersverschijnselen op verschillende plekken op aarde. Dit geldt onder meer voor hittegolven, extreme neerslag en overstromingen in kustgebieden.

Eind mei en begin juni 2016 leidden extreme buien tot overstromingen in meerdere Europese landen, waaronder Frankrijk en Duitsland. Dit leidde niet alleen tot overlast en schade maar ook tot doden en gewonden. Een attributie-studie onder leiding van onderzoekers van het KNMI wees uit dat de kans op dit soort extreme neerslag met name in Frankrijk door klimaatverandering aanzienlijk is toegenomen. Voor Duitsland waren de resultaten minder eenduidig.

Eind mei en begin juni 2016 leidden extreme buien tot overstromingen in meerdere Europese landen, waaronder Frankrijk en Duitsland. Dit leidde niet alleen tot overlast en schade maar ook tot doden en gewonden. Een attributie-studie onder leiding van onderzoekers van het KNMI wees uit dat de kans op dit soort extreme neerslag met name in Frankrijk door klimaatverandering aanzienlijk is toegenomen. Voor Duitsland waren de resultaten minder eenduidig.

Waargenomen trends gelden voor het gemiddelde van bepaalde typen gebeurtenissen, in het algemeen over een langere periode en een groot gebied – een toename van de extreme neerslag in West-Europa bijvoorbeeld – en zijn dus niet per definitie van toepassing op een specifieke gebeurtenis op een bepaalde moment en een bepaalde plaats. Hoe groot de invloed van klimaatverandering is op een specifieke gebeurtenis – orkaan Sandy of tyfoon Haiyan, de droogte in Californië, het zware noodweer dat in 2011 het Belgische festival Pukkelpop trof – is een andere vraag, die vaak veel moeilijker te beantwoorden is. Toch proberen klimaatwetenschappers die zich bezighouden met de attributie van extreem weer dergelijke vragen te beantwoorden.

Sinds 2011 brengt het Bulletin of the American Meteorological Society, in samenwerking met NOAA, jaarlijks een speciale uitgave uit: “Explaining Extreme Events from a Climate Perspective”. Die uitgave is volledig gewijd aan onderzoeken naar oorzaken van specifieke extreme gebeurtenissen in het voorafgaande jaar en naar de vraag of klimaatverandering hier een rol in speelt. Het KNMI levert vanaf het begin bijdragen aan deze uitgave; Geert Jan van Oldenborgh geldt wereldwijd als autoriteit op dit gebied. De Q&A van Climate.gov is naar aanleiding van het verschijnen van de editie van dit jaar opgesteld, in overleg met de redacteuren van het rapport. Lees verder

Extreme Regenval: We zullen er aan moeten wennen

Op het moment van schrijven schijnt de zon in mijn woonplaats en maken mijn zonnepanelen en zonneboiler overuren. Het is warm en er is geen wolkje aan de lucht. Dat is niet de hele week zo geweest, want hier en daar heeft het toch wel even geregend in Nederland. En niet zo’n beetje ook! We zijn verrast met wolkbreuken en hoosbuien zoals bijvoorbeeld donderdag 21 juli door Willemijn Hoebert werd getoond op het NOS Journaal.

Figuur 1: Een beeld uit het NOS Journaal van 20.00 uur op 21 juli 2016.

Eerder dit voorjaar hebben we hier in Nederland en in onze buurlanden meer van dit soort extreme regenval gezien. Regen met een grote hoofdletter R. Plensbuien, ondergelopen akkerbouwgebieden, blank staande straten, boeren die zich slachtoffer voelen van klimaatverandering, water in huizen en zelfs modderstromen in Duitsland. Over dat laatste zei een collega van me op het werk: “Dat verwacht je hier in de buurt toch niet, zoiets gebeurt normaliter alleen in landen ver weg”.  Nou, onze verwachtingen zullen we wat bij moeten stellen als gevolg van de klimaatopwarming.

Lees verder

Attributie van hitte en ander extreem weer; een ingewikkelde kwestie

2015Attribution_EuropeanHeatWave_map

Voor niet-ingewijden in de klimaatwetenschap is het misschien een voor de hand liggende vraag: werd de hittegolf in West-Europa van vorige week veroorzaakt door klimaatverandering? Of de hittegolven in India en Pakistan van eerder dit jaar? De overstromingen in Texas en Oklahoma? Of tropische stormen zoals Sandy en Haiyan?

Het simpele antwoord op die vragen: nee, klimaatverandering is niet aan te wijzen als dé oorzaak van extreem weer. Extreme gebeurtenissen, of ze nu met weer te maken hebben of met iets heel anders, kennen zelden één oorzaak. Ze ontstaan door een samenloop van factoren. Als er al één oorzaak aan te wijzen is, dan is dat het toeval dat zorgt voor die samenloop. Klimaatverandering kan één van de factoren zijn die een rol speelt bij een extreme weersituatie. Attributie van extreem weer is dan ook geen welles-nietes kwestie, maar draait om de vraag: met welke mate van zekerheid kan de menselijke invloed op het klimaat aangewezen worden als een factor van betekenis bij extreme weersituaties.

SREX_Fig1-2a

Invloed op temperatuursextremen van een onveranderde, maar wel verschuivende waarschijnlijkheidsverdeling van de temperatuur. Bron: IPCC SREX

De afbeelding hierboven, afkomstig uit het IPCC SREX rapport, illustreert hoe in een heel eenvoudige situatie attributie van een toename van (extreme) hitte en een afname van (extreme) kou mogelijk zou zijn. De eenvoudige situatie is hier een onveranderde waarschijnlijkheidsverdeling – de vorm van de curve – van de temperatuur, die in zijn geheel opschuift langs de horizontale as bij opwarming. Maar zelfs als de wereld zo eenvoudig in elkaar zou zitten zouden er nog complicaties op de loer liggen. Het zou bijvoorbeeld nog niet zo makkelijk zijn om op basis van waarnemingen met grote zekerheid aan te tonen dat de vorm van de curve niet verandert, zeker aan de uiteinden. Extreme waardes komen immers maar weinig voor en dus zijn er relatief weinig waarnemingen. De onzekerheden over de precieze vorm van die curve, in een periode waarin deze blijft verschuiven door de opwarming, zouden waarschijnlijk dus groot zijn. Lees verder

De risico’s van hitte en kou

Het is zo’n welles-nietes onderwerp dat met enige regelmaat terugkomt in de blogosfeer: overlijden er nu meer mensen door hitte of door kou? Het is ook een van die onderwerpen waarover een welles-nietes discussie nogal onzinnig is. Daar is het namelijk veel te ingewikkeld voor. Simpelweg heel veel overlijdensaktes onderzoeken op “kou” of “hitte” als doodsoorzaak geeft geen antwoord. Er zijn tal van andere overlijdensoorzaken waar de temperatuur een rol in kan spelen. Bij kou heeft het lichaam meer energie nodig om warm te blijven waardoor bijvoorbeeld het afweersysteem op een lager pitje gaat en infecties een kans kunnen krijgen; hitte kan effect hebben op hart en bloedvaten. Bij kou kan op veel plekken in de wereld gladheid tot ongelukken leiden, bij hitte zoeken mensen het water op met verdrinkingsrisico’s tot gevolg. En er schijnt wel eens aangetoond te zijn dat excessief alcoholgebruik tot de meeste doden leidt bij mooi zomerweer en in de kerstperiode. Zo zijn er ongetwijfeld nog veel meer voorbeelden te vinden van manieren waarop temperatuur invloed kan hebben op overlijdensrisico’s.

In plaats van het doorvlooien van grote aantallen overlijdensaktes is statistisch onderzoek daarom een betere manier om helderheid te krijgen. In de medische wereld spreekt men dan van epidemiologisch onderzoek. Dergelijke onderzoeken zijn in de loop der tijd op verschillende plaatsen in de wereld gedaan. In een recent artikel in The Lancet van Gasparrini et al. (open access) worden de resultaten van een groot aantal onderzoeken gebundeld. De resultaten zijn interessant, maar ze kunnen ook tot nogal wat misverstanden leiden. Het kan geen kwaad om een aantal van die mogelijke misverstanden te bespreken. Lees verder

De straalstroom en extreem weer; een vervolgverhaal

Rossby-golven zijn al een tijdje een hevig bediscussieerd onderwerp in de wetenschap. En daarbuiten ook wel een beetje. Buiten de wetenschap wordt daarbij meestal niet letterlijk over Rossby-golven gesproken: het gaat dan meestal over een meanderende straalstroom, of een wandelende polaire wervel. Zelf gebruikte ik dergelijke termen in een blog van enkele maanden geleden, over de rare winter.

monsoon_weather_guide_464_s2

Positie van de straalstroom tijdens de Russische hittegolf van 2010

Bewegingen van lucht en water langs het aardoppervlak zouden een stuk simpeler te begrijpen zijn als de aarde plat zou zijn en niet om zijn as zou draaien. Helaas – voor wie zoals ik van eenvoud houdt – bestaan die complicaties wel. De draaiing van de aarde veroorzaakt het Corioliseffect: de bekende circulatie van (bijvoorbeeld) luchtstromingen rond lagedrukgebieden. De grootte van het Corioliseffect hangt af van de snelheid waarmee het aardoppervlak beweegt en die snelheid varieert dan weer met de breedtegraad: wie op één van de polen staat blijft staan waar hij staat en draait in 24 uur alleen een rondje om zijn as; terwijl iemand op de evenaar met een snelheid van zo’n halve kilometer per seconde (sneller dan het geluid) door de ruimte zoeft. De verandering van het Corioliseffect met de breedtegraad zorgt voor het ontstaan van Rossby-golven.

Het voert te ver om het ontstaan van die golven hier verder uit te werken. Wat vooral van belang is dat het niet zomaar wat slingeringen zijn die wel op een golf lijken. Het zijn echte golven, die beschreven en bestudeerd kunnen worden aan de hand van de wetenschappelijke kennis die er over golven is. Er kunnen bijvoorbeeld staande golven ontstaan en resonantie-effecten optreden. Rossby-golven zijn vooral van belang op de schaal van de zogenaamde synoptische meteorologie: een geografische schaal van ruwweg 1000 km of meer en een tijdsschaal van enkele dagen tot soms wel een maand. De processen op deze schaal bepalen het weer op hoofdlijnen; de weerman die een voorspelling voor het weer van morgen in Apeldoorn, Ammerzoden of Arnemuiden wil doen werpt er enkele blikken op en zoomt dan in op een kleiner schaalniveau.

Een belangrijke luchtstroming op dit schaalniveau is de straalstroom: de wind die op grote hoogte en met hoge snelheid op gematigde breedtegraden van west naar oost waait. De straalstroom ontstaat als gevolg van het temperatuurverschil tussen de tropen en de polen. In de straalstroom zijn Rossby-golven vaak goed zichtbaar. Er wordt dan ook wel gesproken van een meanderende straalstroom. Twee karakteristieken van Rossby-golven kunnen een grote invloed hebben op het weer:

  • Amplitude. Bij een grote amplitude dringt op de ene plek koude polaire lucht ver door in de richting van de evenaar en gebeurt op een andere plek het omgekeerde. Op sommige plekken is het dan dus (veel) warmer dan normaal en op andere plekken (veel) kouder.
  • Golfsnelheid. Dit is vooral relevant wanneer de golfsnelheid heel laag is: grote gebieden hebben dan gedurende lange tijd nagenoeg hetzelfde weer. Afhankelijk van de positie ten opzichte van de golf kan dat weer koud, warm, nat of droog zijn.

jul3_jet

Positie van de straalstroom boven de VS op 3 juli 2014. Meteoroloog Jeff Masters beschrijft op zijn Weather Underground blog het hiermee samenhangende weer: warmte, kou en overstromingen.

Lees verder

Extreem weer onder de microscoop

In Nature Geoscience verscheen vorige maand het artikel “Mega-heatwave temperatures due to combined soil desiccation and atmospheric heat accumulation”, van de hand van Miralles, Teuling, Van Heerwaarden en Vilà-Guerau de Arellano. Het onderzoek is deels uitgevoerd door wetenschappers van de Wageningse Universiteit.

De onderzoekers ontleedden twee extreme hittegolven die in het eerste decennium van deze eeuw plaatsvonden in Europa tot op het bot. Het persbericht van NWO schrijft:

De mega-hittegolf van augustus 2003 in West-Europa verbrak destijds diverse temperatuurrecords, met temperaturen van 40°C in Frankrijk. De economische schade wordt geschat tussen de 5 en 10 miljard euro door onder meer bosbranden, luchtvervuiling en schade aan landbouwgewassen. Alleen al in Parijs vielen er duizenden doden als gevolg van de hoge temperaturen. Onderzoekers waren onbekend met dergelijke hittegolven in Europa en dachten dat het een eenmalige, uitzonderlijke gebeurtenis was. Totdat in 2010 nieuwe records werden gevestigd, nu in Oost-Europa en Rusland.”

Hittegolven kunnen alleen ontstaan als gevolg van een atmosferische blokkade: een hogedrukgebied dat hardnekkig op (min of meer) dezelfde plaats blijft liggen. Het stromingspatroon dat samenhangt met dat hogedrukgebied kan ervoor zorgen dat in een bepaald gebied gedurende langere tijd steeds meer warme lucht wordt aangevoerd. Daarmee begint de hittegolf, maar alleen de aangevoerde warmte kan de extreme hitte die bij de onderzochte hittegolven optrad niet verklaren. De zonnestraling die in deze omstandigheden ongehinderd binnenkomt – er is immers geen bewolking – draagt bij aan de verdere opwarming, maar om de temperaturen van ver boven de 40 °C die voorkwamen te kunnen verklaren zijn andere versterkende terugkoppelingen nodig.

Lees verder