23 december 2021 - 10 min. lezen
1 reacties 1

Elk jaar opnieuw wordt er met argusogen gekeken naar het weer op Kerst. Een sneeuwlaagje op kerst of zijn het maar wat dwarrelende sneeuwvlokken… het geeft toch wat meer sfeer aan deze feestelijke dag! Jammer genoeg zien we zulke taferelen meestal enkel maar in de Amerikaanse kerstfilms, want een witte Kerst in de Benelux komt statistisch gezien maar weinig voor. De laatste dateert alweer van 2010. Dit jaar was het echter zeer spannend. De weermodellen lieten op relatief korte termijn regelmatig prachtige winterse opties zien rond Kerstmis.

Toch bestond er tot op de laatste moment nog heel wat onzekerheid over het weer op Kerstdag. Dat had alles te maken met de clash tussen warme zeelucht en koude polaire lucht. Waar zou deze komen te liggen? Het blijft voorlopig nog steeds een open vraag, al liggen de contouren van het weer op Kerst nu stilaan vast. We gaan iets dieper in op de oorzaak van de onzekerheden.

Deelnemen aan discussie? Ben je geĆÆnteresseerd om deel te nemen als weeramateur of liefhebber van het weer aan het weerforum? Onderaan dit artikel krijg je bliksemsnel & gratis toegang tot alle reacties. Je kan ook je eigen weerfoto’s opladen.

De onzekerheden in de weersvoorspelling

De Chaostheorie van Edward Lorenz

Het weer voorspellen is sowieso al geen simpele klus, aangezien de atmosfeer zich chaotisch gedraagt. Het weer is dus een chaotisch systeem dat zich niet zomaar wil laten voorspellen. Dat betekent in mensentaal concreet dat, hoewel we de meeste fysische processen die het weer bepalen kennen, vaak toch nog voor verrassingen komen te staan als we het weer willen gaan voorspellen. Dat laatste gebeurt vooral op langere termijn. Deze zogeheten chaostheorie werd door wiskundige Edward Lorenz in de jaren ’60 voor het eerst geformuleerd.

Mr. Lorenz trachtte met een simpel wiskundig model het weer te voorspellen. Bij wijze van test voerde hij twee gelijkaardige computersimulaties na elkaar uit. In de tweede simulatie gaf hij handmatig de beginwaarden in voor het experiment. Na afloop van de 2 experimenten viel hem op dat hij een andere uitkomst bekwam. Bovendien werden de verschillen groter naarmate hij de simulaties verder liet lopen. Dat zette hem meteen aan het denken. Daarna kwam hij er vrij snel achter dat het met afrondingsfouten te maken had. De computer rekende met 6 cijfers na de komma, terwijl hij er zelf maar 3 had ingegeven in de computer. Deze afrondingsfouten werden doorheen de simulatie alsmaar groter.

Edward Lorenz, de grondlegger van de chaostheorie.

De chaostheorie en het weer

Meteen legde Lorenz ook de link met de weersvoorspelling. Om een weersvoorspelling te maken vertrek je steeds van de beginstoestand (het actuele weer). Vanuit die toestand ga je verder doorrekenen in de tijd om een voorspelling voor de toekomst te maken. Wanneer er echter in die begintoestand kleine subtiele verschillen opduiken (zoals. bv. het verschil in cijfers na de komma in zijn experiment), dan kan dat de voorspelling op langere termijn beĆÆnvloeden. Naar die analogie kwam hij tot het inzicht dat het weer voorspellen voor een periode langer dan 14 dagen onmogelijk is, omdat de fouten in de voorspelling dan alsmaar groter worden door het hierboven vermelde principe. Dit was een revolutionaire theorie die ook vandaag nog opgaat. Ook vandaag kunnen we nog steeds niet verder kijken dan 10 tot 14 dagen vooruit, aangezien de voorspellingen dan erg onzeker worden.

Bronnen van onzekerheid

De onzekerheden in de weervoorspelling kennen verscheidene bronnen. Vooreerst is er net als bij het experiment van Lorenz het feit dat de weermodellen computermodellen zijn die rekenen met een eindig aantal cijfers na de komma, wat afrondingsfouten kan teweegbrengen die groter worden als de termijn toeneemt. Bovendien is er ook een zeer grote gevoeligheid voor de begintoestand van het weer. De basisinput voor een weermodel is de huidige toestand van de atmosfeer (temperatuur, vochtigheid, windsnelheid en richting, neerslag,… en dat op verschillende niveaus doorheen de atmosfeer).

Die inputdata krijgen we vandaag de dag van velerlei bronnen zoals observatiepunten verspreid over de wereld, satellietwaarnemingen, neerslagradars, weerballonnen,… Echter, als er ergens in deze inputgegevens iets misloopt met de data (vb. een meetfout), kan dat volgens de chaostheorie grote gevolgen hebben voor de voorspellingen. Ook de exacte positie van bepaalde weersystemen is uiterst belangrijk. Een kleine verschuiving van de positie van een lagedrukgebied bijvoorbeeld kan immense gevolgen hebben voor de betrouwbaarheid van de toekomstige voorspellingen. Al deze principes zorgen er dus voor dat het weer nooit een exacte wetenschap zal zijn en de voorspellingen altijd enigszins onzeker kunnen zijn, zeker op langere termijn.

Weersatellieten hebben sinds de jaren ’70 – ’80 gezorgd voor een nieuwe rijke bron aan observationele data over het weer.

De ensembletechniek

In de hedendaagse meteorologie maken we gebruik van de “ensemble-techniek” om de chaotische effecten van het weer en de onzekerheden van de weersverwachtingen in kaart te kunnen brengen. Zo’n ensemble is een verzameling van verschillende individuele berekeningen (cfr. experimenten van Lorenz) van het weermodel, telkens vertrekkende van een andere begintoestand. Elke berekening wordt lichtjes “verstoord” en vertrekt dus van een andere beginsituatie van de toestand van de atmosfeer. Na verloop van tijd zullen de voorspellingen dan uit elkaar gaan lopen volgens de theorie van Lorenz en krijgen we een idee van de onzekerheden in de weersverwachting op langere termijn. Zo’n ensemble wordt ook wel eens een “pluimverwachting” genoemd, aangezien de individuele berekeningen van het weermodel na verloop van tijd uit elkaar rafelen als een rookpluim die de hoogte ingestuwd wordt en zich uitspreidt. Voor het Europese model zijn dat 51 berekeningen in totaal.

Ontdek hier hoe je zo’n pluimverwachting kan interpreteren!

Chaos op de weerkaarten voor Kerst

De afgelopen weken was het ook letterlijk chaos op de weerkaarten. De weerkaarten veranderden dag na dag. Soms leek het erop of we een mooie winterse periode zouden krijgen rond Kerst, terwijl het de volgende dag al gauw tien graden zou zijn met regen. Het was een echte clash tussen zacht en koud en dat had alles te maken met de ligging van het scheidingsvlak tussen de zachte en koude lucht. We vertoeven immers in wat we in meteorologische termen noemen een “grenzwetterlage” of een “grensweerlaag”. De grens tussen koude polaire lucht en zachte zeelucht ligt in onze buurt en daar hadden de weermodellen veel moeite mee.

Naar analogie met bovenstaande chaostheorie was het voor de weermodellen geen simpele klus om de exacte configuratie van de druksystemen te bepalen en daarmee samenhangend ook de grens tussen de koude en warme lucht. Soms lag de grens met de koude lucht 100 kilometer noordelijker, soms 100 kilometer zuidelijker en dat heeft dus grote gevolgen voor het uiteindelijke weer…. De Benelux heeft immers maar een beperkte oppervlakte!

Spannende ensembles

Er werd de afgelopen week in aanloop naar Kerst met argusogen gekeken naar de temperatuurpluimen. Daarop konden we immers aflezen hoe onzeker het weerbeeld rond Kerst zou zijn. Op basis van 1 berekening van het weermodel (meestal de operationele berekening) kan je dat immers niet uitmaken. Echter, op basis van de ensembles werden we er ook niet meteen wijzer van… Dag na dag veranderde de trend van koud naar zacht of iets tussenin. Meestal vertrek je met een onzekere situatie, maar convergeren de leden van het ensemble uiteindelijk naar eenzelfde scenario naarmate de termijn korter wordt. In dit geval was dit echter niet aan de orde.

Wanneer we op een bepaald moment dachten dat de trend duidelijk was, zag de temperatuurpluim er ‘s anderendaags heel anders uit. Zeer opmerkelijk was dus dat de individuele leden van het ensemble alles behalve leken te convergeren naarmate Kerst dichter kwam. Tegelijkertijd zagen we ook een grote divergentie tussen de weermodellen onderling. Zo kwamen het Amerikaanse en het Europese weermodel soms met scenario’s die lijnrecht tegenover elkaar stonden. Kortom: voor de meteorologen en weerliefhebbers waren het spannende tijden en was het nagelbijten tot het allerlaatste moment, en dat allemaal door de aanwezigheid van die grenzwetterlage.

Bijgevoegd overzicht van de temperatuurpluimen (Zuid-Nederland) van het Europese weermodel toont ons hoe onzeker de situatie was de afgelopen dagen. Zelfs tot 2 dagen voor Kerst blijven de exacte temperaturen op Kerstdag moeilijk in te schatten!

Krijgen we nog winterweer op korte termijn?

Op basis van de laatste weerkaarten lijkt het uit te draaien op een flitswinter. De afgelopen dagen konden we even profiteren van kouder weer, maar de komende 10 dagen lijkt de zachte oceaanlucht aan terrein te winnen en zal er van winterweer nog weinig sprake zijn. Enkel op Kerstdag zelf kan de koude lucht tijdelijk over Nederland uitzakken. De vorstgrens met vriestemperaturen lijkt daarbij ergens over Nederland komen te liggen. Ten noorden van deze grens wordt het meestal droog en koud met vorst, ten zuiden is het bewolkt en regenachtig. In Belgiƫ blijven de temperaturen boven nul. Op het grensgebied in het zuiden van Nederland is er tijdelijk kans op wat winterse neerslag. Op de meeste plaatsen zal het dus een groene Kerst worden, zeker in Belgiƫ. In Nederland zal het wel winters aanvoelen door de vrieskoude.

De temperaturen op Kerstmis volgens weermodel HARMONIE. De vorstgrens ligt over Nederland. Op het grensgebied met de zachte lucht over Belgiƫ is tijdelijk wat winterse neerslag mogelijk.

Ook na Kerst lijkt het zachte weer nog aan te houden, met mogelijk zelfs temperaturen die tussen 10 en 15Ā°C kunnen uitkomen richting de eindejaarsperiode. Een strakke zuidwestelijke luchtstroming zou dan zeer zachte lucht aanvoeren naar de Benelux. Winterweer zal dan ver te zoeken zijn… Zo zie je maar dat het niet evident is om standvastig winterweer tot in de Benelux te krijgen. Daarvoor moeten alle puzzelstukjes juist in mekaar vallen… We zaten er dit jaar Ć©cht niet ver vanaf, maar uiteindelijk heeft de zachte oceaanlucht de veldslag gewonnen! Volgend jaar meer geluk?

Samuel

Door Samuel

Afgestudeerd fysisch geograaf aan de KU Leuven in de specialisatie weer- en klimaat. Ik ben professioneel omgevings- en klimaatexpert en ben actief geweest als klimaatwetenschapper aan de KU Leuven. Al van kinds been af ben ik bijzonder gepassioneerd door weer en klimaat. Binnen NoodweerBenelux ben ik vooral actief als weerman, schrijf ik regelmatig artikels over weer en klimaat en geef ik seminaries i.f.v. de klimaattournƩe.


Verder lezen

Alles bekijken