Het regent, het regent...
In het eerste artikel hebben we gezien dat het warmer wordt in Amersfoort. Dat geldt voor heel Nederland, maar in steden als Amersfoort komt daar nog een paar graden bovenop door het stedelijk hitte-eilandeffect.
De stijging van de temperatuur op aarde heeft ook gevolgen voor de hoeveelheid neerslag, die er in de toekomst zal vallen. Maar hoe dat precies zit, daarover bestaat veel onzekerheid. De trends op het gebied van de temperatuurstijging gingen weliswaar gepaard met allerlei onzekerheden, maar toch was de richting waarin het met de temperatuur ging wel duidelijk. Op het gebied van de toekomstige neerslaghoeveelheden zijn de onzekerheden groter. Allerlei factoren c.q. aannames werken tegen elkaar in; sommige bevorderen buienvorming, andere gaan deze juist tegen. Hierdoor is het moeilijk te voorspellen naar welke kant de balans uiteindelijk doorslaat.
Desondanks zijn er ook op dit gebied wel weer indicaties, die aangeven in welke richting we gaan.
Bron: https://www.knmi.nl/klimaat
In deze grafiek is helaas het extreem natte jaar 2023 nog niet ingetekend. De landelijke neerslag bedroeg 1149 mm.
Hd=hoge CO2-emissies, droog, Hn= hoge CO2-emissies, nat
Ld=lage CO2-emissies, droog, Ln=lage CO2-emissies, nat
Globaal overzicht
Als we kort terugkijken naar de afgelopen decennia zien we dat droge en natte jaren elkaar afwisselen, dat is een feit. Bovendien zijn de natuurlijke variaties in de jaarlijkse neerslag heel groot, veel groter dan we bijvoorbeeld in de temperatuurgrafieken zien. Maar de waargenomen trends laten zien dat over het algemeen de neerslag de afgelopen eeuw is toegenomen. In Amersfoort viel in de periode 1951-1980 gemiddeld 825 mm per jaar, in de periode 1980-2010 900 mm. Ook het aantal dagen met 10 mm regen of meer is in Amersfoort toegenomen, van 21 dagen in de periode 1951-1980 naar 26 dagen in de periode 1980-2010.
Naar verwachting van het KNMI zal deze trend zich mogelijk de komende eeuw voortzetten, maar er zijn ook scenario’s die aangeven dat een lichte daling op gaat treden in de trendmatige neerslagcijfers. Volgens deze scenario’s komt een einde aan de stijgende trend.
Een al wat oudere voorspelling (uit 2016) ging nog uit van een jaarlijkse neerslag in en rond Amersfoort van gemiddeld 960 mm aan het eind van de 21e eeuw. Dat werd verklaard door de verwachte opwarming van het klimaat. Warme lucht kan meer vocht bevatten, waardoor de hoeveelheid en de intensiteit van de regen toeneemt. Bovendien doet in onze regio de Noordzee zijn werk: het zeewater wordt warmer, verdampt meer en zorgt dus ook voor meer regen.
Natte winters, droge zomers
Hoe kan het dat het KNMI inmiddels tot andere inzichten is gekomen? Dat komt omdat het globale beeld niet zo eenduidig is, als men zou verwachten. De effecten van de temperatuurstijging voor de neerslag pakken in de zomer en in de winter heel anders uit. Dat heeft te maken met de verdeling van de temperatuurstijging op het Europese continent. In de winter voeren vooral westenwinden vochtige lucht van de Atlantische Oceaan aan en zal naar verwachting de hoeveelheid neerslag licht toenemen.
Maar in de zomer zijn er volgens het KNMI aanwijzingen dat de wind vaker dan tegenwoordig uit het zuiden en oosten gaat waaien. Dat komt door de hogere zeewatertemperatuur op de Atlantische Oceaan en door een sterke opwarming van Zuid-Europa in de zomer. Drie van de vier meest recente KNMI-scenario’s (zie hier) voorzien in meer droogte in de zomer.
Bovendien zullen de buien in de zomer steeds vaker een zwaar tot zeer zwaar karakter hebben. Natuurlijk zullen er nog lichte, verfrissende zomerbuien optreden, maar steeds minder en deze worden vaker afgewisseld met heftige wolkbreuken. De zogenaamde ‘waterbom’ die in 2021 de Ardennen en de Eifel trof, is mogelijk niet de laatste geweest.
Zomerse buien
Om dit proces te begrijpen, moet we iets meer weten over het ontstaan van zomerse buien. Deze ontstaan wanneer er een groot temperatuurverschil is tussen het aardoppervlak en de lucht erboven. We noemen de atmosfeer dan instabiel. Na een warme zomerdag, als de onderste luchtlagen flink zijn opgewarmd, stijgt deze warme lucht op en koelt daarbij af. Als er voldoende waterdamp in de stijgende lucht zit, condenseert een deel hiervan tot waterdruppeltjes. Een wolk vormt zich waaruit het op een gegeven moment begint te regenen.
Er zullen in dit proces in de toekomst wellicht veranderingen optreden, maar hoe en wat is niet helemaal duidelijk. De klimaatverandering heeft effecten die elkaar tegenwerken. Normaal gesproken bevat in een warmer klimaat de atmosfeer meer waterdamp. Hierdoor valt er meer neerslag uit een bui. Meer waterdamp in de atmosfeer betekent ook dat er meer condensatiewarmte vrijkomt, waardoor de lucht sneller kan opstijgen en uitregenen.
Maar er zijn ook diverse tegengestelde ontwikkelingen, die juist minder regen doen verwachten. De klimaatmodellen van het KNMI geven aan dat de lucht boven in de atmosfeer meer opwarmt dan de lucht aan het aardoppervlak. Daardoor wordt de atmosfeer stabieler en dat remt juist het opstijgen van de vochtige lucht en daarmee het ontstaan van regenwolken.
Een tweede oorzaak waarom er in de zomer minder vaak buien zullen ontstaan heeft te maken met het vaker voorkomen van droge winden uit oostelijke richting. Die lucht heeft een lagere luchtvochtigheid en daardoor onstaan minder snel buien. Bovendien verdampt in een dergelijke droge lucht een groot deel van de neerslag voordat het aardoppervlak is bereikt. Het heeft dan wel geregend, maar wij hebben daar niets van gemerkt.
Die verdamping kan overigens nog grote gevolgen hebben. Door de verdamping koelt de lucht af, die daardoor zwaarder wordt en neerwaarts beweegt. De kans op valwinden neemt hierdoor toe. Aan het aardoppervlak spreidt de dalende koude lucht zich uit en tilt de daar aanwezige lucht op. Daardoor kunnen juist weer nieuwe (heftige) buien ontstaan.
Kortom, er zullen in de zomer wellicht minder vaak buien ontstaan, maar wanneer ze ontstaan, zijn ze zwaarder (er valt meer regen uit de bui) en bovendien ook intenser (er valt meer regen in een korte tijd). Vervelend is, dat het absoluut niet te voorspellen is waar deze heftige buien precies zullen vallen! De lokatie is volgens het KNMI een kwestie van toeval. Maar als lokale overheid en als burger moet je natuurlijk wel rekening houden met de mogelijkheid van steeds vaker korte, heftige wolkbreuken.
Scenarioberekeningen voor wateroverlast in het zuidelijk gedeelte van de stad bij een wolkbreuk waarbij in één uur tijd 46 mm neerslag valt. Vooral het Leusderkwartier is kwetsbaar voor wateroverlast. De omgeving van de Leusderweg, van de Franklinstraat en van de Rembrandtstraat komt bij ernstige regenval blank te staan. Dat geldt ook voor de Kersenbaan, een belangrijke verkeersader. Wilt u weten hoe de situatie in uw straat is? Raadpleeg dan: https://klimaatvalleienveluwe.nl/atlas/ (tabblad: wateroverlast)
Droogte
Ondanks de soms heftige wolkbreuken in de zomer, neemt ook de kans toe op zomers met langdurige perioden van droogte. Dit zien we nu al optreden. Zo waren de zomers van 2018, 2019, 2020 en 2022 veel droger dan normaal. De landbouw en de natuur kampten met ernstige watertekorten. Meer heftige regenbuien en toch meer droogte, hoe kan dat?
Om de droogte te verklaren is het begrip ‘waterbalans’ belangrijk. De waterbalans is het saldo van neerslag en verdamping. Dat saldo varieert per seizoen en zelfs per maand. Dat komt vooral door de verdamping; die is in de wintermaanden minimaal en in de zomer juist heel hoog. Dat kan voor niemand een verrassing zijn.
De waterbalans vertoont hierdoor van september tot en met maart ruime overschotten, terwijl er van april tot en met augustus per saldo een watertekort is. Omdat het tekort in de lente en zomer aanzienlijk minder is dan het overschot in de rest van het jaar is er over het gehele jaar genomen een neerslagoverschot. In de herfst- en wintermaanden kan het zomertekort weer ingelopen worden en een buffer aangelegd, die voldoende moet zijn om de tekorten in de lente- en zomermaanden door te komen (zie onderstaande figuur).
De balans van neerslag (blauwe kolommen) en verdamping (oranje kolommen) in De Bilt, van januari tot december
Bron: KNMI, http://klimaatverandering.vormgeving.com/, pag. 20
Niemand weet het zeker
Hoe de waterbalans in de toekomst precies uit gaat pakken, is niet helemaal zeker. De toekomstige windrichting speelt hier een belangrijke rol. Westenwind voert doorgaans vochtige lucht aan en dat leidt tot meer neerslag. Oostenwind voert droge lucht aan en dat leidt tot meer verdamping, vooral in de zomer.
Een duidelijke trend is volgens het KNMI moeilijk te voorspellen. In de berekende computermodellen neemt de verdamping in de lente en zomerperiode toe met 6-17%. Die toename wordt veroorzaakt door ten eerste de hogere temperaturen dankzij de klimaatverandering en ten tweede door meer zonneschijn dankzij de afname van de luchtvervuiling. Daar staat tegenover een ontwikkeling van de jaarlijkse neerslag, die varieert van een afname van 3% tot een toename van 8%. Over het hele jaar genomen zal de waterbalans dus vermoedelijk iets verslechteren.
Ten slotte is het van belang te benadrukken dat de grote variatie in de seizoenen een belangrijke rol blijft spelen. Een extreem droge zomer met heel af en toe een plensbui kan gevolgd worden door een kletsnatte herfst. Of juist een kurkdroge herfst, waardoor de watertekorten nog langer aanhouden. Niemand die het precies kan voorspellen. Zelfs de experts van het KNMI niet.