Stormverwachtingen: dit komt er bij kijken
0
Op woensdag 27 november trok er een zware storm over het noorden van Nederland met op diverse plekken windstoten van meer dan 120 km/u. Daarentegen waren er twee andere stormkansen in de laatste paar maanden die in de Benelux niet benut werden, vaak omdat de koers van de verantwoordelijke (rand)storing tot op het laatste moment onzeker was. Soms pakken stormen zwaarder uit dan de verwachting, soms milder en soms blijven ze volledig afwezig. Een verwachting maken voor een storm kan daarmee soms bijzonder moeilijk zijn. In dit artikel laat ik zien hoe ik meestal tot een stormverwachting kom.
- Volg ons ook op Facebook en op X.
- Bekijk ook de livestreams op ons YouTube-kanaal.
De grote lijnen rondom een stormverwachting
De straalstroom
Een straalstroom is een band met hoge windsnelheden op grote hoogte, vaak wordt een richtlijn van 9-10 km hoogte aangehouden. Een straalstroom ontstaat door een grote thermische gradiënt in de atmosfeer, bijvoorbeeld tussen de evenaar en de Noordpool. De jet streak is het meest intense gedeelte binnen een straalstroom.
De straalstroom heeft een belangrijke functie bij het transporteren en intensifiëren (cyclogenese) van een lagedrukgebied. Deze cyclogenese is vaak het meest intens bij de linkeruitgang van de straalstroom. Ook geldt vaak hoe intenser de straalstroom, dus hoe hoger de windsnelheden zijn op 9-10 km hoogte, hoe heviger een cyclogenese-proces zal zijn.
Wanneer een intense straalstroom rechtstreeks op de Benelux berekent wordt, dan kan er al een redelijk lange tijd van te voren een indicatie aanwezig zijn dat het een winderige fase kan worden.
Eind november waren bijvoorbeeld al de eerste signalen dat het in het weekend van 7 december wellicht onstuimig kon worden. Deze signalen bestonden uit de straalstroom die toen over de Benelux lag en dat het GFS-model meerdere randstoringen simuleerde boven de Atlantische Oceaan. Uiteindelijk kwam deze situatie redelijk uit, op vrijdag 6 december kwam het tot een officiële storm in Nederland. Op 7 en 8 december werden er zeer zware windstoten tot 150 km/u gemeten in Groot-Brittannië onder invloed van storm Darragh.
Het seizoen is ook van invloed op een storm
Stormen in het winterhalfjaar zijn vaak beter te verwachten dan een zomerstorm, dit komt doordat lagedrukgebieden in de winter meestal een grotere omvang hebben. Een zomerstorm heeft een relatief kleine omvang. Tijdens bijvoorbeeld de zeer zware zomerstorm Poly ging het in een zone van enkele tientallen kilometers flink tekeer. Bij een zware winterstorm zoals Eunice, die van 18 februari 2022, is er vaak een windveld van honderden kilometers groot.
In de winter is er dan vaak ook vroeger meer duidelijkheid over een storm dan in de zomer. Een kleinschalige stormdepressie kan namelijk makkelijk van koers veranderen, minder uitdiepen dan verwacht of juist meer uitdiepen dan verwacht. Bij een grote stormdepressie heeft een kleine koerswijziging vaak niet zoveel gevolgen.
De details rondom een stormdepressie
De omvang en de koers van het lagedrukgebied
De omvang van een lagedrukgebied is belangrijk voor hoe groot het gedeelte is wat getroffen gaat worden door een storm. Door het bekijken en analyseren van opeenvolgende runs van verschillende NWP-modellen, kan de omvang van een lagedrukgebied worden geschat. Het formaat van een lagedrukgebied staat niet gelijk aan het windveld, het windveld is vaak wat kleiner.
De omvang hangt samen met de koers. Indien een stormdepressie met een groot windveld over het noorden van de Benelux trekt, dan kan een groot deel van de Benelux met (zeer) zware windstoten te maken gaan krijgen. Een voorbeeld hiervan is de zeer zware storm van 18 januari 2018, toen kregen veel plekken met zeer zware windstoten te maken. De storm van 2 november 2023, Ciarán, trok via het Kanaal over de Noordzee. Hierdoor kreeg slechts het westen van de Benelux met zeer zware windstoten te maken.
Invloed van de koers op de mate van uitdieping van een storm
De koers kan van invloed zijn op de mate van uitdieping. Wanneer er geen optimale connectie zal zijn tussen de straalstroom en het lagedrukgebied of afremming boven land door een bepaalde koers, dan vindt er onvoldoende uitdieping plaats.
Op 19 november 2024 kregen we bijvoorbeeld met deze situatie te maken, toen had een randstoring een vrij zuidelijke koers, waardoor het niet tot een storm kwam. Deze situatie was best wel onzeker van te voren, en dat is het meestal met kleinschalige randstoringen. In dit geval is het belangrijk om kansen te benadrukken en de mogelijke scenario’s te delen.
Ook de ”Storm Motion,” de snelheid waarmee het lagedrukgebied beweegt, is van belang. Een snelle verplaatsing kan ook voor zeer zware windstoten zorgen. Een voorbeeld daarbij is opnieuw 18 januari 2018, storm Friederike bewoog toen bijzonder snel en er werden mede daardoor zeer zware windstoten gegenereerd.
De intensiteit van een storm
Het verband tussen vorticiteit en cyclogenese in een storm
Cyclogenese wordt geassocieerd met een updraft binnen de kern van het lagedrukgebied, een afname van de luchtdruk aan het aardoppervlak en een stijging van de vorticiteit.
Hierdoor is de hoeveelheid vorticiteit binnen een lagedrukgebied een duidelijke indicatie of er cyclogenese plaatsvindt binnen een lagedrukgebied. In de regel neemt de vorticiteit dus toe bij cyclogenese en af bij cyclolyse. De vorticiteit verplaatst zich ook naar een gebied met minder vorticiteit tijdens cyclogenese, dat heet positieve vorticiteitsadvectie (PVA). De vorticiteit is daarmee een belangrijke factor om cyclogenese te detecteren.
Bij een fase van explosieve cyclogenese, ook wel een RaCy genoemd, ontstaat er vaak een intens windveld binnen het lagedrukgebied. Een RaCy vindt plaats wanneer er een optimale interactie is tussen de straalstroom en het lagedrukgebied. Vooral de rechteringang en de linkeruitgang van de straalstroom zijn plaatsen waar een forse storm kan ontwikkelen. Wanneer de linkeruitgang van een intense straalstroom boven de Benelux ligt en er een lagedrukgebied wordt gesimuleerd, dan zijn dat signalen om in de gaten te houden.
Fronten en de cycloonmodellen
Ook de frontogenese heeft invloed op een extratropische cycloon. Als eerste is er regelmatig een convectieve component bij betrokken. De zeer zware storm van 25 januari 1990 begon met een koufront, waarbij windstoten van 150 km/u werden bereikt, tot in het binnenland.
Daarnaast zijn de fronten een duidelijke indicatie met betrekking tot de cycloonmodellen. Er zijn twee soorten cycloonmodellen; het Noorse cycloonmodel en het Shapiro-Keyser cycloonmodel.
Het Noorse cycloonmodel
De meeste extratropische cyclonen volgen het Noorse cycloonmodel, ook wel de Noorse school genoemd. Hierbij loopt het koufront schuin over op de gebogen lijn die begint met het warmtefront en vervolgens het occlusiefront, zoals in de afbeelding te zien is.
Het Shapiro-Keyser cycloonmodel
Wanneer een storm het Shapiro-Keyser cycloonmodel volgt, dan is dat vaak een indicatie dat er een flinke storm op komst kan zijn. Bij dit cycloonmodel staat het koufront loodrecht op het warmtefront. Bij de uitgang van het warmtefront, is er het occlusiefront. Dit occlusiefront maakt een cyclonale draaiing. De fronten hebben een T-Bone structuur.
Shapiro-Keyser stormen worden vaak geassocieerd met sting jets. Een sting jet is een mesoschaal event, waarbij er een dalende luchtstroom is vanuit het midden van de troposfeer. Door afkoelingsverdamping wordt deze lucht kouder en droger. Daarentegen is er ook sprake van adiabatische compressie, waarbij de lucht met 9.8°C warmer wordt per 1 km aan daling, waardoor er weinig temperatuursverschillen zijn. De afkoelingsverdamping, in combinatie met de versnelling door de zwaartekracht, zorgt ervoor dat de val sneller wordt en resulteert in krachtigere windsnelheden aan de grond.
Op de satellietbeelden is een sting jet vaak te herkennen aan de ”scorpion’s tail,” dat heet zo omdat een sting jet lijkt op de angel van een schorpioen. Daarnaast is er een duidelijke droge intrusie aanwezig binnen het lagedrukgebied. Deze is zichtbaar als een dry slot op de satellietbeelden. Een dry slot is een zone binnen een lagedrukgebied waar geen neerslag plaatsvindt en er soms zelfs een heldere lucht zichtbaar is.
Een sting jet is vaak niet meer dan enkele tientallen kilometers groot. Het is een zone waarin extreme windstoten van meer dan 140 km/u kunnen worden gemeten. De zeer zware storm van 28 oktober 2013 had een sting jet in Noord-Nederland, in het noorden van Duitsland en in Denemarken. Een sting jet kan worden geïdentificeerd door onder andere naar verticale profielen te kijken. Daarbij is zichtbaar of droge lucht vanuit een grote hoogte naar beneden daalt.
Hoe kun je het beste de maximale windsnelheden inschatten?
Als de weermodellen grotendeels op een lijn liggen en er sprake is van een grootschalig systeem, dan kun je gebruik maken van de windsnelheden op grotere hoogtes. Bij een onstabiel atmosferisch profiel kun je gebruik maken van de windsnelheden op 1,5 km hoogte, bij een stabiel atmosferisch profiel de windsnelheden op 800 meter hoogte.
Bijvoorbeeld, als de windsnelheden op 850 hPa tussen de 140-170 km/u in ligt. Dan zijn aan de grond windstoten van 120-150 km/u mogelijk. Deze methode houdt geen rekening met een convectieve component, een sting jet of andere processen binnen een storm.
De weermodellen voor een storm
Vaak maak ik gebruik van deze inschatting in combinatie met de NWP-modellen. Het is niet de bedoeling om de letterlijke model-output over te nemen voor een verwachting. Dit, omdat het verschilt per keer, ieder model bepaalde problemen kent en er een grote hoeveelheid aan modellen is.
De grove modellen kunnen worden gebruikt om een trend aan te geven. De fijnmazige modellen zijn belangrijker voor de details. De fijnmazige weermodellen kunnen een cyclogenese beter weergeven. Daarnaast nemen ze de convectieve component mee voor de berekening van de windstoten. De kleinere horizontale resolutie neemt ook details mee zoals het reliëf.
De beste termijn voor een verwachting is ongeveer 24 uur van te voren, omdat de koers en intensiteit dan een stuk duidelijker wordt. Het kan op het moment zelf nog veranderen overigens.
Bij een extreme run, zoals de ICON-run van 16 november 2024 in de afbeelding, is het belangrijk om de omstandigheden te bekijken. Bij deze run werd er een sting jet berekend, dat was gebaseerd op de verticale modelberekening voor de relatieve luchtvochtigheid. Daarnaast was er een sting jet-feature te zien op de gesimuleerde IR-beelden. Op basis van dit soort runs en de omstandigheden, kun je het worst-case scenario formuleren.
Verder kijk ik naar de ensembles, de individuele runs, de meteorologische omstandigheden zoals eerder vermeldt, de onderdelen die ik heb benoemd in dit artikel, de synoptische situatie en uiteindelijk de actuele waarnemingen als het lagedrukgebied in een cyclogenese-proces zit. Op basis van deze aspecten, en nog wat andere onderdelen, kun je uiteindelijk tot een gedegen en onderbouwde stormverwachting komen.