Welkom op de website van weerpresentator Roland van der Zwaag

Het model of de weerman?

/Het model of de weerman?
Het model of de weerman? 2016-10-25T09:54:38+00:00
We vertellen niets nieuws als we zeggen dat de meteorologen voor het maken van weersverwachtingen, gebruik maken van computermodellen. Daar waar voor verwachtingen voor de korte termijn – tot 48 uur vooruit – het actuele weer belangrijk is (klopt wat het model berekend met de werkelijkheid?) worden de berekeningen voor verwachtingen die verder in de toekomst liggen, zwaarder meegewogen. Er loert hier echter een gevaar om de hoek, want die ‘weercomputer’ kan de meteorologen flink bij de neus nemen. Gelukkig laten ervaren meteorologen zich niet zo snel in de luren leggen. Een fraai praktijkvoorbeeld zagen we eind vorige week, toen het een beetje winterde in ons land.

e1d666d865

Een eenvoudige weerkaart

Kijk, om te beginnen, maar eens naar de eerste afbeelding. We zien hier vier weerkaartjes.

De bovenste twee zijn geldig voor donderdag 5 en vrijdag 6 februari (vorige week dus) zoals het ECMWF (het weermodel van de Europese lidstaten) op 30 januari, om 1 uur, had berekend. Daaronder zien we dezelfde weerkaarten voor dezelfde twee dagen, maar zoals toen werd berekend door het NCEP, het Amerikaanse weermodel. Het betrof hier dus een verwachting voor 6, respectievelijk 7 dagen vooruit. Op deze kaarten is niets anders dan isobaren (lijnen van gelijke luchtdruk) getekend, in rood, zwart en lichtblauw, waarbij rood lage luchtdruk, en lichtblauw hoge luchtdruk is. Daar doorheen is de temperatuur op het 850 hPa-vlak geplot (op ongeveer 1500 m hoogte) met stippellijntjes, waarbij de witte getrokken lijn de 0 graden isotherm is, en de donkerblauwe -10 graden. Uiteraard komt het vaak voor dat een berekening voor zes of zeven dagen vooruit door twee verschillende modellen gedaan, een ietwat andere uitkomst laat zien, en soms is deze uitkomsten zelfs flink verschillend! Ditmaal was de overeenkomst echter erg groot, als we ons concentreren op ons land (ongeveer in het midden van iedere kaart). Met hoge druk ten westen en noorden van ons land en lage druk naar het oosten en zuiden, lopen de isobaren noordnoordoost – zuidzuidwest en daarbij ligt de 850 hPa temperatuur boven ons land volgens het ECMWF op rond -9 graden en volgens de NCEP op deze beide dagen nog een graadje lager.

Het lezen van een weerkaart

Een meteoroloog, zeker als hij al jarenlang ervaring heeft, kan bij het zien van dergelijke weerkaarten, zelfs als daar dus maar een beperkt aantal gegevens op staan, toch een aardige inschatting maken van het weerbeeld dat wellicht zal gaan optreden, mochten die weerkaarten precies uitkomen.

Op basis van deze weerkaarten verwacht hij een noordelijke wind, die koude lucht aanvoert. Echter, die lucht strijkt wel over de relatief warme Noordzee, waardoor, zeker in de kustprovincies, de temperaturen toch aan de hoge kant blijven. De lucht wordt onstabiel van opbouw, waardoor het winterse buien gaan vallen, die vooral verder landinwaarts voornamelijk hagel en (natte) sneeuw opleveren. Bij die wind van zee zal de temperatuur overdag veelal boven nul liggen, waarbij in een brede kuststrook het wellicht nog rond +5 graden zou kunnen zijn, tussen de buien door. Maar de nachten verlopen behoorlijk koud. Boven land heeft de wind namelijk de neiging om in koude, onstabiele lucht goeddeels weg te vallen en zeker als er een dun laagje sneeuw is gevallen, kan het tijdens brede opklaringen, flink gaan vriezen. Een aardige prikwaarde is -4 graden, waarbij matige vorst niet is uit te sluiten. Uiteraard is het dan in vooral het noordelijke kustgebied, bij een aanlandige wind, minder koud. 7e4b7daedd-klein

Een tegenstrijdigheid

Hierboven staat ongeveer de gedachtegang beschreven van de meteoroloog die op 30 januari, bij het zien van deze weerkaarten, een inschatting moest geven van het weerbeeld en de temperatuur zoals die rond 6 februari zou kunnen optreden.

Kort na het verkrijgen van deze berekende weerkaarten, komen ook de zogenaamde ‘pluimen’ binnen, die vooral worden gebruikt om te zien hoe betrouwbaar de verwachting is. We gaan die pluim hier nu niet diepgaand behandelen, maar verwijzen wel naar de tweede afbeelding, waarbij bovenaan de verwachte temperatuur is geplot voor De Bilt, en daaronder de verwachte temperatuur op 850 hPa voor dezelfde locatie. Kijk nu ongeveer in het midden daar waar de pijlen staan, rond 5 februari en dan vooral naar de donkerblauwe en de rode lijn. De blauwe lijn is de temperatuur zoals die door de NCEP berekend werd, de rode is de berekening van het ECMWF. Kijken we onder van woensdag 4 tot en met vrijdag 6 februari, dan zien we dat de 850 hPa temperatuur in deze periode geleidelijk daalt van rond -7 naar rond -10 graden, met nauwelijks verschil tussen beide modellen. Ondanks dat, en ondanks het feit dat we al hadden geconcludeerd dat de weerkaarten veel op elkaar leken, zien we boven toch een behoorlijk verschil in berekende temperaturen, op neushoogte. Daar waar het ECMWF drie nachten berekend met -5, -2 en ruim -4 graden, komt de NCEP in twee nachten niet eens tot 1 graad onder nul en in de koudste nacht tussen -1 en -2 graden. De berekening van het ECMWF komt dus goed overeen met dat wat de meteoroloog dacht, en die van het NCEP niet. Overdag is het ECMWF ook een stuk kouder met temperaturen rond het vriespunt, terwijl de NCEP het 2 à 3 graden laat dooien. Bedenk daarbij ook dat deze grafiek niet strikt minimum- en maximumtemperaturen laat zien, maar de verwachte temperatuur om 1, 7, 13 en 19 uur en dan ook nog alléén voor De Bilt. weerkaart3523ee66476-klein

In heel het land een verschil

Op de volgende twee kaartjes zijn de minimumtemperaturen geplot zoals beide modellen verwachten voor 6 februari, de eerste volgens het ECMWF, daaronder voor de NCEP.

Volgens het ECMWF gaat het in het grootste deel van het land 3 tot 5 graden vriezen, perfect overeenkomend met het beeld dat de meteoroloog had. Volgens de NCEP echter, ligt de minimumtemperatuur slechts rond het vriespunt, en is het alleen in Limburg kouder. Op basis van de weerkaart moet de meteoroloog achter deze berekening echter een vraagteken plaatsen. Wat zou de oorzaak van dit verschil kunnen zijn? Ieder weermodel heeft zo zijn onvolkomenheden. Zo is bekend dat het ECMWF moeite heeft om een gevormd sneeuwdek te laten wegsmelten, en boven een sneeuwdek wordt het nu eenmaal kouder dan als er geen sneeuw ligt. Wellicht berekende de NCEP teveel bewolking, en onder een bewolkte hemel koelt het nu eenmaal minder af. Gelukkig bleef de dagen daarna de overeenkomst in de modellen groot en de volgende afbeelding laat de weerkaarten zien die beide modellen berekenden voor de periode 4 tot en met 6 februari met boven de berekening van het ECMWF, gedaan op 3 februari 13 uur, en daaronder de berekeningen van het ECMWF en de NCEP van 4 februari 1 uur, 12 uur later dus. 2a799d5355-kleinKort gezegd zien we hier de instroom van vrij koude lucht vanuit het noorden met winterse buien, waarna de wind wat meer noordoost wordt en ook sterker. Daarbij blijft de bovenlucht koud met 850 hPa temperaturen tussen -7 en -11 graden. Voor wat de minimumtemperatuur kon de meteoroloog de eerder uitstaande verwachting min of meer aanhouden, dus meest lichte, zeer lokaal matige vorst, waarbij de (noordelijke) kuststrook uiteraard wat zachter blijft. Vanwege de opstekende wind, zou wellicht de nacht van donderdag op vrijdag, 5 op 6 februari, wat minder koud verlopen. Opnieuw komen het ECMWF en de NCEP met vrijwel dezelfde weerkaarten op de proppen, maar wederom vertaalt zich dat niet in dezelfde berekende temperaturen. Op de volgende afbeelding zien we de hele pluim en overduidelijk is te zien dat de donkerblauwe lijn van de NCEP in twee achtereenvolgende nachten buiten het hele cluster valt en eigenlijk geldt dat zelfs voor de middag tussen deze nachten in. Als we ons concentreren op 5 februari, dan zien we dat het cluster tussen -3 en -6 graden ligt, waarbij ook de rode lijn van het ECMWF met dik -3 graden, aan de hoge kant zit, maar wel nog binnen dit cluster valt, terwijl de NCEP met 0 tot -1 graad, daar ruim boven zit. In werkelijkheid scoorde het ECMWF hier prima, want de temperatuur schommelde in De Bilt in deze nacht tussen -2,5 en -4 graden, alleen tijdens de sneeuwbui later in de nacht, steeg het kwik tot iets onder -1 graad. In vrijwel het hele land lag de minimumtemperatuur in deze nacht tussen -3 en -6 graden. Overigens was de maximumtemperatuur op deze dag in De Bilt +2,0 graden, en deze waarde werd door het NCEP wél keurig voorzien, het ECMWF zat een graad lager.

042a20839c-klein 05b949f7d9-klein
tt_De_Bilt_5-6feb15-klein

Conclusie?

Deze mini- winterse periode gedurende de eerste februaridagen gaf prima de onvolkomenheden van de diverse weermodellen aan.

Daar waar het ECMWF de minimumtemperaturen prima verwachtte, sloeg de NCEP de plank soms mis, met veel te hoog verwachtte minima. Onlangs is de NCEP in een hogere resolutie gaan draaien en wij hebben de indruk dat vooral de temperatuurberekeningen nog wat ‘gefine-tuned’ moeten worden, omdat we wel vaker wat vreemde uitkomsten hebben gezien. Overdag scoorde juist de NCEP wat beter dan het ECMWF, dat wellicht vanwege een sneeuwdek dat er niet lag, vaak met wat te lage maxima kwam. Dat is overigens niet zozeer een fout van dit model, maar wordt veroorzaakt omdat het model soms met foute waarnemingen wordt geladen. Veel automatische stations geven tegenwoordig geen sneeuwdek meer door, en de ‘automaten’ die dat wél doen, rapporteren soms een sneeuwdek, dat er niet (meer) ligt! Dat probleem speelt bij de NCEP minder, omdat de Amerikanen hun model voeden met gegevens van satellieten, waarop (bij helder weer) het al dan niet aanwezige sneeuwdek is te zien. Het geeft eens te meer aan dat de meteoroloog ook tegenwoordig zijn meerwaarde nog heeft en met zijn kennis en ervaring, ook op de wat langere termijn, er in kan slagen een uitstaande verwachting accurater te maken. Dat doet hij om, door te beginnen, de getalletjes die de computer hem voorrekent, met een gezonde argwaan te bekijken en niet automatisch als ‘waarheid’ aan te nemen. Bronnen: MeteoGroup, KNMI, ECMWF, NCEP, weergegevens.nl.

X