In drie stappen naar een overstroming

Read in English

De overstromingen van de afgelopen zomer waren het gevolg van extreme en langdurige regenval boven het grensgebied van Duitsland, Luxemburg en België. Volgens de laatste tellingen kostte de ramp aan meer dan 200 mensen het leven. In Nederland vielen geen slachtoffers, maar diverse gemeenten in Limburg waaronder Valkenburg ondervonden ernstige wateroverlast en schade.

In zijn proefschrift schrijft Kai Lochbihler daarover: ‘De frequentie van extreme buien die gepaard gaan met veel economische schade en slachtoffers, is de afgelopen decennia sterk toegenomen.’ Hij vraagt zich af wat het verband is tussen meer extreme buien en klimaatverandering. Hij deed zijn onderzoek in de groep Atmospheric Remote Sensing van de faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen en op het KNMI  bij prof.dr. Pier Siebesma en dr. Geert Lenderink.

Lochbihler beschrijft drie stappen waarin zomerse regen overgaat in een extreme bui.

1. Warmere lucht bevat meer vocht, en dat gaat exponentieel. Voor iedere graad warmer neemt de vocht in de lucht met 7 procent toe. Meteorologen noemen dit de wet van Clausius-Capeyron (CC). Gemiddeld klopt dat wel, stelt Lochbihler, maar lokaal kan de toename veel groter dan die 7 procent per graad in het geval van extreme neerslag. Er speelt dus nog iets.
2.  Doordat er 7 procent meer water condenseert in de wolken, komt er ook meer warmte vrij die de opwaartse luchtstroom in de wolk versterkt. Daardoor ontstaan sterkere opwaartse stromingen en meer vochtconvergentie in de wolk. Meteorologen spreken over ‘super-CC gedrag’.
3. Uit de analyse van regenradargegevens ziet Lochbihler dat de intensiteit van buien samenhangt met de grootte. ‘Beide kenmerken nemen gezamenlijk toe’, schrijft hij, ‘waardoor intensieve regenbuien over het algemeen ook groter zijn’. Toenames van de neerslagintensiteit bij opwarming vinden plaats over het hele neerslaggebied.

Lochbihler bootste de atmosferische processen ook na in het hoge-resolutie Dutch Atmospheric Large Eddy Simulatie (DALES) model. Ook daaruit bleek dat in een warmere en vochtiger wereld de regen’cellen’ groter en intenser worden terwijl het aantal kleinere regencellen juist afneemt. Reden te meer om te hopen op bindende afspraken aan het einde van de klimaattop in Glasgow.

Afgelopen zomer speelde er daarnaast nog iets: het lagedrukgebied bleef dagenlang op z’n plek hangen. Siebesma zei daar eerder over: “Zo’n lagedrukgebied zuigt lucht uit de omgeving aan. Die lucht was extra vochtig omdat het warm was en omdat het veel geregend had in de weken daarvoor. Die lucht komt in het lagedrukgebied bij elkaar en wordt als een spons uitgeknepen. Normaal gesproken beweegt zo’n gebied mee met de stroming in hogere luchtlagen – de straalstroom. Nu bleef het op zijn plaats en viel er op een dag plaatselijk tot wel 150 millimeter regen. Normaal valt er in Nederland 800 millimeter in een heel jaar. Of het vaker stilstaan van het lagedrukgebied ook een gevolg is van klimaatverandering, daar zijn we nog niet uit.”

• Kai Uwe Lochbihler, Extreme Convective Precipitation Events in a Changing Climate, 8 November 2021, Promotor prof.dr. Pier Siebesma (CiTG), copromotor dr. G. Lenderink (KNMI).