Hoe ontstaan overstromingen bij extreme regenval?
De extreme regenval midden juli en de daaropvolgende overstromingen waren noodweer van de zuiverste soort. In een eerder artikel op oneworld.nl besprak ik al enkele algemene vragen hierover, maar nu is het tijd om de keten die van regen tot overstromingen leidt nog iets beter onder de loep te nemen. Verstaan we onder ‘overstroming’ wel hetzelfde? Hoe hangt deze overstroming samen met andere fenomenen, en wat leert ons dat over het riviersysteem zelf?
Door vragen te stellen over het hele systeem, begrijpen we nog beter waar we bij moeten stilstaan om zo goed mogelijk met toekomstig noodweer om te gaan.
- Bekijk onze updates ook via Twitter en Facebook
- Volg je onze weerberichten ook via Youtube?
Hoe ontstaat een overstroming?
Als we het over overstromingen hebben, gooien we eigenlijk een hele hoop fenomenen samen. Je kan het immers niet zomaar hebben over ‘een overstroming’, maar je moet je de volgende vragen stellen: ‘vanwaar komt het water?’ en ‘waar komt het water terecht?’. Als we bekijken vanwaar het water komt, is een stormvloed die water een delta opstuwt een sterk verschillend fenomeen in vergelijking met neerslag die ver van de zee valt. Als die neerslag in een sterk verstedelijkt gebied valt, is de onmiddellijke impact heel anders dan wanneer die over een groot onbebouwd gebied valt.
Het wordt echter nog complexer doordat verschillende oorzaken tegelijkertijd plaats kunnen vinden: wanneer een stormvloed water opstuwt, regent het meestal ook en wilt die neerslag zich een weg naar de zee banen – wat mogelijks niet lukt. Wanneer het verder van de zee regent, kan dat tegelijkertijd aanleiding geven tot beken of rivieren die aanzwellen als al tot onmiddellijke impact in verstedelijkt gebieden leiden, waar de aangezwollen rivieren de impact vervolgens nog verhogen.
Noodweer in de Benelux
Wat we in midden juli gezien hebben, was een stilstaand lagedrukgebied met occlusiefront boven het Maasbekken en het westelijke deel van het Rijnbekken, waarbij de langdurige regenval kleine beken tot serieuze stromen deed aanzwellen. Hierbij hebben we dus te maken met een overstroming van het rivierstelsel zelf. Zelfs dan is de vraag hoe de overstroming ontstaan is niet helemaal afgerond: bij rivieroverstromingen spelen eveneens verschillende factoren mee.
Bij ons in Noordwest-Europa spelen vooral de hoeveelheid neerslag die op korte termijn valt en de hoeveelheid bodemvocht die reeds aanwezig is een rol, en afhankelijk van de verdeling tussen beide kunnen nog verschillende types overstromingen bepaald worden. Op de hoofdloop van de Rijn kan sneeuwsmelt (en de interactie van sneeuw en regen) ook een belangrijke factor zijn, zoals ik een eerder artikel hier al aangehaald had.
Hoewel het al enkele weken vaak geregend had, en bodemvocht dus geen onbelangrijke factor was bij deze overstromingen was, lag de finale trigger toch bij de extreme regen, die flash flooding veroorzaakte. Op de Ardense plateaus kon een lagere hoeveelheid bodemvocht ervoor gezorgd hebben dat er iets minder regen afvloeide, maar het is de vraag hoe groot die invloed bij zo’n ongezien regenval geweest zou kunnen zijn.
Indien de regen noordelijker, in Vlaanderen of Nederland, gevallen zou zijn, zouden de meeste bodems al snel verzadigd geweest zijn en was er wellicht eveneens een heel grote, maar andere, impact geweest zijn. Dit hebben we in enige mate al kunnen zien in Vlaanderen, waarbij in de Nete- en Demerbekkens wel degelijk wateroverlast was.
Stationaire lagedrukgebieden de oorzaak tot nog meer ellende?
Met een beter zicht op wat overstromingen kan veroorzaken, is het tijd om onze blik te verleggen naar de regenval die gepasseerd is. Zoals al aangegeven, was deze veroorzaakt door een lagedrukgebied dat nagenoeg stationair bleef doordat het ingeklemd zat tussen twee hogedrukgebieden. Deze structuur wordt gelinkt aan de straalstroom.
Uit een recent gepubliceerde paper blijkt dat dit een voorproefje is voor de toekomst: een minder sterke circulatie van de straalstroom zou ervoor kunnen zorgen dat tegen het einde van de eeuw dit soort lagedrukgebieden en daarmee geassocieerde stormen, hoosbuien en meer tot 14 keer vaker kunnen voorkomen. Leg dit samen met de stijging van hevigere neerslag door opwarming en je bekomt een cocktail die nog vaak voor problemen kan zorgen.
Zwabberende straalstroom
Het is niet de eerste keer dat de straalstroom aan extreme events gelinkt wordt. Integendeel, steeds vaker wordt uitdrukkelijk de vraag gesteld hoe deze een rol speelt bij de uitersten in de hydrologische cyclus: droogte en hittegolven enerzijds, wateroverlast anderzijds.
We merken dan ook steeds vaker dat deze een minder snel verloop kent en sterk meandert, waardoor op dezelfde breedtegraad sterke verschillen kunnen optreden. Terwijl wij vorige week felle regen kregen, zorgt het hogedrukgebied in Ierland voor verbroken hitterecords!
Een van de oorzaken van de veranderingen in de straalstroom is de zeer snelle opwarming van de Noordpoolregio, waardoor de temperatuursverschillen tussen de Noordpool en de gematigde regio’s kleiner worden.
Dit verkleint de windsnelheid van de straalstroom, waardoor de meanders die hierop ontstaan, zich anders zullen gedragen. Dit is echter maar een deeltje van de puzzel: het onderzoek naar de effecten van klimaatverandering op de straalstroom en het afgeleide effect op extremen is dan ook volop bezig. De papers die hierover de laatste jaren verschenen zijn, maken wel keer op keer duidelijk dat hittegolven en droogte in de VS enerzijds en overstromingen hier geen losstaande fenomenen zijn.
Hoe werkt een riviersysteem?
Om de cirkel rond te maken: overstromingen in rivieren zijn ook geen losstaand fenomeen. Een eerder onderbelicht aspect van de overstromingen is de rol die het riviersysteem op zich hierin speelt. Dan heb ik het niet over onze ruimtelijke ordening en omgang met het water (dat biedt voldoende stof voor andere artikels), maar over hoe onze riviersystemen onherroepelijk water samenbrengen. Net zoals de straalstroom extremen aan elkaar linkt, linken onze rivieren overstromingen aan elkaar.
Wanneer een onweersbui in een bekken lokaal voor overlast zorgt, is dat heel anders dan wanneer een storm over een groter gebied trekt of, zoals we recent gezien hebben, daar blijft hangen. Het begint al bij de kleine zijrivieren: elk van deze ontvangt een hoop neerslag, waarna ze samenvloeien en een nog grotere stroom vormen. Uiteindelijke vormt dat een ontzagwekkende massa water, zoals wat de afgelopen weken door de Maasvallei tussen België en Nederland liep.
Tegelijkertijd zien we dat niet alleen het Maasbekken in Luik en Zuid-Limburg veel water moest verwerken, maar dat ook in het Rijnbekken een serieuze hoeveelheid regen viel. Er is steeds meer onderzoek dat aantoont dat zo’n synchronisatie van rivierbekkens onder klimaatverandering te verwachten valt en dat gelijktijdige overstromingen in Noordwest-Europa al aan het toenemen zijn.
Het is dan ook een belangrijke vraag hoe we dat samengaan nog beter kunnen modelleren, aangezien dit de hulp die geboden kan worden zowel op korte termijn (bv. hulpdiensten) als op langere termijn (bv. verzekeringen) onder druk kan zetten.
Voor Nederland, waar de Maas en de Rijn één grote delta vormen, is dit een zeer relevante vraag: wat als één van beide nog meer water te slikken had gekregen? Maar voor Vlaanderen moeten we deze vraag evengoed niet links laten liggen, aangezien het Scheldebekken bijna heel het grondgebied omvat.
Conclusie
Een riviersysteem zorgt voor een zekere complexiteit die het moeilijk maakt om helemaal te begrijpen wat er mis kan gaan, en dan hebben we het hier nog niet over menselijke factoren of andere zaken gehad. De lijn die te trekken valt tussen de straalstroom aan het ene uiterste en de delta’s aan het andere uiterste, kan ons echter wel helpen om te begrijpen hoe noodweer en de daaropvolgende impact kunnen ontstaan.
Artikel door Hydroloog Jorn Van de Velde, werkend aan het Hydro-Climate Extremes Lab
