Eerder gepubliceerd op klimaatgek.nl
Bron: shutterstock, hattem 27 dec 2023
Wie nee of ja zegt jokt of gokt. Het klimaat is een chaotisch systeem, en in een dergelijk systeem kan een piepklein verschil in het begin uiteindelijk een enorm verschil aan het einde veroorzaken. Een mooi voorbeeld zijn de weerpluimen die in de meteorologie gebruikt worden. Dit is er een van maandag 8-1-2024:
Fig.1 Bron: KNMI
De grafiek is de expertpluim van de te verwachte neerslagsom voor de komende 14 dagen in De Bilt. Het KNMI ‘runt’ het neerslagmodel 52 keer, waarbij de beginsituatie steeds een heel klein beetje anders is. De rode streepjeslijn is de middelste run die voor dinsdag 23 januari een neerslagsom voorspelt van 23,3 mm. Dat is erg weinig, maar dat mag dan ook wel (vind ik na 14 dagen kelderdweilen). T/m maandag 13 januari liggen de 52 lijntjes nog dicht bij elkaar, de uitkomsten van die 52 runs liggen dus dicht bij elkaar. Daarna beginnen ze uit te waaieren. Dus tot een week vooruit kijken lukt nog wel, maar daarna kan het (bijna) alle kanten op. Toch worden wij en de software steeds een beetje knapper, maar voor 23 januari lopen de voorspellingen uiteen van 3 tot 62 mm. De dag dat we net zo goed 14 dagen vooruit kunnen kijken als momenteel die 7 dagen vooruit ligt overigens nog ver weg, denk ik.
Fig.2 Data: KNMI
In een van de laatste artikelen op de website schreef ik over de jaarlijkse neerslagsom in De Bilt vanaf 1906 t/m 2023. Op verzoek van een geleerde kennis gebruikte ik niet de kalenderjaren maar de 1-jaarlijkse voortschrijdende neerslagsom, dus de neerslagsom van 1 jan1906 t/m 31 december 1906, het volgende stapje van 2 januari 1906 t/m 1 januari 1907, enzovoorts. Met ruim 43.099 daggegevens zijn dat 42.917 stapjes van 365 dagen. Figuur 2 toont het resultaat. Alleen in de nadagen van de Tweede Wereldoorlog in 1945 ontbreken 30 daggegevens.
Het interessante is dat er periodes zijn dat de neerslag toeneemt, maar ook periodes dat de neerslag afneemt. Hele natte of droge jaren komen dus vaak niet solitair voor maar als cluster. Een fysisch geograaf waar ik vroeger les van had vertelde dat het weer de neiging heeft om in herhaling te vallen. En als dat wat langer duurt, zei hij, dan krijgt een mens de neiging om te denken dat er een nieuwe trend aangebroken is. Vaak viel het weer dan al weer snel terug in zijn oude patroon.
Mijn geleerde kennis vroeg me om ook neerslaggrafieken te maken met een voortschrijdende neerslagsom over 2 jaar, 5 jaar en 10 jaar. Dan kon je zien dat die neerslagsom echte persistentie vertoont, dus in herhaling valt.
Fig.3 Data: KNMI
Fig.4 Data: KNMI
Fig. 5 Data: KNMI
Te zien is dat er zelfs als je over een periode van 10 jaren de voortschrijdende neerslagsommen berekent er sprake is van lange periode waarin de neerslagsom meer stijgt dan daalt en vice versa.
Er moeten natuurlijk fysische verklaringen zijn voor die persistentie van de neerslag. De meest voor de hand liggende is natuurlijk de luchtcirculatie. Bij luchtcirculatie kijk je maar de ligging van het brongebied waar de lucht oorspronkelijk vandaan komt en welke route de lucht volgt voordat het in De Bilt aankomt. Lees o.a. hier.
Is het brongebied gelegen boven de oceaan dan spreken we van maritieme lucht, die vaak regen brengt, soms erg veel. Vandaag zitten we in een luchtsoort met als brongebied het NW van Rusland en is de lucht continentaal, en dus droog en ’s winters koud.
Fig.6 Bron: Hoogeveen et al 2022
De grafiek van figuur 6 is afkomstig van de publicatie van Hoogeveen et al in 2022. Ik heb daar al vaker over geschreven. De grafiek laat voor het winterseizoen zien wat het brongebied was van maritieme lucht (in dagen per jaar). Vooral de laatste decennia schieten W en SW omhoog en dalen NW en N. W en SW stijgen sterker dan NW en N, wat wijst op toename van maritieme lucht ten kosten van continentale lucht. Bovendien zijn W en SW afkomstig van een warmer deel van de Atlantische Oceaan, dus hogere temperaturen en vaak meer neerslag.
Maar ik heb nu eigenlijk de vraag naar de oorzaak van de neerslagpersistentie nu verschoven van neerslag naar luchtcirculatie. Dat wordt al een stuk lastiger, en de meningen onder deskundigen daarover zijn nogal verdeeld over de oorzaken achter die veranderende luchtcirculatie.
Fig. 7 Data: KNMI
Fig.7 is gelijk aan figuur 5, met dien verstande dat de x-as de y-as snijdt bij 8000 mm om de schommelingen wat uit te vergroten. Duidelijk is nog steeds de persistentie in het neerslagsignaal te zien. De piek rond 1965-1966 is nog breder geworden, de hoogste piek in 1998 is nu ook breed en heeft 2 spitsen, en het zeer natte jaar 2023 is een onbeduidend schuin streepje geworden. Maar dat laatste streepje kan natuurlijk het begin zijn van een forse 10-jaars voortschrijdende piek de komende jaren, of niet natuurlijk. Dat hangt vooral af van de luchtcirculatie. Maar misschien er speelt nog iets, namelijk toeval.
Fig.8
Ik heb in Excel de 43.099 neerslag dagwaarden van 1 januari 1906 t/m 31 december 2023 vervangen door 43099 aselecte getallen tussen 0 en 65. Daarvan heb ik de 10-jaars voortschrijdende som berekend en in de grafiek van figuur 8 gezet. De persistentie in het signaal is net zo duidelijk als in het echte neerslagsignaal van figuur 7. Dat wijst er op dat persistentie in het neerslagsignaal ook door toeval bepaald wordt. Ik schreef dat mijn geleerde kennis en die reageerde: “Ja, dat zal statistici niet verbazen: accumulatie van puur willekeurig (witte) ruis levert persistentie (“Brownian motion”).”
Wat betekent dat dan voor de neerslagsom van 2024? Dat het alle kanten op kan gaan. Maar voorlopig graag even geen neerslag s.v.p., tot mijn kelder weer droog is.