Betere neerslagvoorspellingen tot een paar uur vooruit

Gepubliceerd 7 augustus 2020

Waar, wanneer en hoeveel neerslag gaat er vallen? Informatie hierover is cruciaal voor het waterbeheer, de landbouw, maar bijvoorbeeld ook voor evenementen, wegverkeer en de luchtvaart. Hoewel weermodellen in de afgelopen decennia steeds beter zijn geworden, blijft het voorspellen van de exacte locatie en hoeveelheid neerslag uitdagend, zelfs voor slechts enkele uren vooruit. Deltares, Wageningen University & Research (WUR) en het KNMI onderzochten hoe neerslag tot een paar uur vooruit met radartechnieken kan worden voorspeld; en deze korte termijn voorspellingen blijken in veel gevallen bijzonder nauwkeurig.

Ook van belang bij droge zomers

Ook in de steeds drogere Nederlandse zomers blijft het voorspellen van exacte plaats en hoeveelheid neerslag een probleem. Moet een waterbeheerder bijvoorbeeld water pompen wanneer er extreme buien in de verwachting zitten? Als het dan toch niet regent, is mogelijk het laatste restje water weggepompt, maar wordt er niet gepompt en die extreme bui trekt toch over, dan is er waterschade.

Geavanceerde statistische extrapolatietechnieken

Voor neerslagvoorspellingen op de korte termijn is er een andere optie: nowcasting: Een onbekende term voor een proces waar vrijwel iedereen mee bekend is, namelijk het tot een paar uur vooruit voorspellen van neerslag met behulp van radartechnieken. De nowcastingmethoden maken gebruik van geavanceerde statistische extrapolatietechnieken waarmee van de geschatte neerslag uit de radarproducten een voorspelling kan worden gemaakt. Het voordeel van deze methode is dat er iedere vijf minuten een nieuwe radarobservatie beschikbaar is, waarmee direct een voorspelling kan worden gemaakt van zo’n drie tot zes uur vooruit. Dat is veel sneller dan weermodellen, welke vaak een updatefrequentie van zo’n drie uur (i.p.v. vijf minuten) hebben, waardoor op korte termijn de locatie en intensiteit van buien beter voorspeld kan worden met nowcasting. Er zijn inmiddels al aardig wat nowcastingalgoritmes, maar de vraag is hoe goed deze algoritmes zijn, en of de kwaliteit afhankelijk is van de locatie in het land en het seizoen waarin ze gebruikt worden.

Kwaliteit van nowcastingmethoden onderzocht in nieuwe studie

Deltares, Wageningen University & Research en het KNMI onderzochten voor een nieuwe studie, die onlangs gepubliceerd is in de journal ‘Water Resources Research’, de kwaliteit van de nowcastingmethoden voor twaalf Nederlandse stroomgebieden en polders. Deze methoden pasten zij toe op 1533 (hevige) neerslaggebeurtenissen verspreid over elf jaar. De voorspelbaarheid van de neerslag blijkt duidelijk samen te hangen met de duur van de neerslag en het seizoen. Met de methoden kan regenval goed voorspeld worden tot maximaal twee uur vooruit voor neerslag met een duur van een dag, terwijl dit afneemt tot maximaal 25 minuten voor kortdurende neerslag van maximaal een uur. In de winter, wanneer de neerslag vaak langdurig en van lage intensiteit is, is de kwaliteit van de nowcasts beter dan gedurende de zomer, wanneer er vaak korte, hevige neerslag valt. Daarnaast laten de resultaten zien dat de voorspellingen beter zijn voor grotere gebieden en in de benedenwindse richting. Dat laatste betekent voor Nederland, met overwegend zuidwestenwinden, dat het noordoosten meer gebaat is bij deze methoden dan het zuidwesten van het land. Het gebruiken van een radarcomposiet waarin ook de radars van België en Duitsland worden meegenomen, zou dit verschil al kleiner kunnen maken.

Next step: onweersbuien goed voorspellen

Ook tussen de geteste methoden is er redelijk wat verschil, waarbij de methoden die meer processen meenemen dan de beweegrichting van de buien alleen, vaak ook betere voorspellingen geven. Dit zijn de recentere algoritmen, die vaak ook nog eens vrij te gebruiken zijn, iets dat de weg vrijmaakt voor gebruik in het Nederlandse waterbeheer, maar ook in andere sectoren. Uit de studie komt nog wel een aandachtspunt, want de geteste nowcastingmethoden hebben allemaal moeite om snel groeiende of uitdovende (onweers)buien goed te voorspellen. Een verdere focus op deze processen is daarom een belangrijke volgende stap.

Ruben Imhoff (Deltares): “Het unieke van de grootschalige analyse die wij hebben gedaan, is dat het kwantificeert waar en wanneer we een bepaalde kwaliteit van radar-regenvalnowcasting kunnen verwachten. Dit maakt het voor de eindgebruiker duidelijk of het al dan niet de moeite waard is om het te gebruiken. Voor ons als onderzoekers geeft het inzicht in waar de focus qua ontwikkelingen op zal moeten liggen om de nowcasts nog beter te maken.”

De studie Spatial and Temporal Evaluation of Radar Rainfall Nowcasting Techniques on 1,533 Events’ is op 1 augustus officieel gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift ‘Water Resources Research’.

Auteurs: Ruben Imhoff (Deltares / WUR), Claudia Brauer (WUR), Aart Overeem (KNMI / WUR), Albrecht Weerts (Deltares / WUR) & Remko Uijlenhoet (WUR)

Bron: Deltares