Glazen bol voor extreme regen

Meteorologen werken aan early warning-systeem

Het KNMI verkent samen met het bedrijf Weather Impact de mogelijkheden van een zogenoemd early warning-systeem: een waarschuwings­systeem dat een paar uur van tevoren aangeeft in welk gebied een extreme bui gaat vallen. Een soort buienradar, maar dan een stuk preciezer.

Ondergelopen straten, overstroomde riolen en huizen of kelders die vol water lopen door lokale, extreme regenbuien. Ieder jaar komt het wel een aantal keer voor tijdens de zomerperiode. En het is lastig te voorkomen, want de buien laten zich moeilijk voorspellen. Door de droogte kan de grond het water niet altijd goed opnemen. Gerrit Hiemstra: ‘Het gaat om compacte buien met een hoge neerslagintensiteit die op een klein gebied vallen, waardoor er lokaal ernstige overlast ontstaat. Het oppervlak is relatief klein, maar de gevolgen zijn verstrekkend.’ Doordat buien zo onverwacht zijn, kunnen waterschappen en andere organisaties er lastig op anticiperen. Bovendien laten de huidige neerslagverwachtingen onvoldoende zien waar de regen precies valt. En dat leidt tot het dilemma: wel voorzorgs­maatregelen nemen, zoals het verlagen van het waterpeil, of niet? Als de neerslag uiteindelijk elders valt, wordt het gebied door het verlagen van het waterpeil te droog. Daarom willen de waterschappen graag preciezer weten waar en wanneer regen valt: een early warning-systeem dat van tevoren een waarschuwing naar het waterschap stuurt in welke regio een extreme bui verwacht wordt. En dat is precies waar Hiemstra al sinds 2016 mee bezig is. Hij is vooral bekend als NOS-weerpresentator, maar leidt daarnaast met zijn zakenpartner Arnold Lobbrecht het bedrijf Weather Impact. Samen stonden ze aan de wieg van een project om een early warning-systeem te ontwerpen. In samenwerking met het KNMI en met subsidie van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat gingen ze in februari 2019 van start. De totale duur van het project is 2,5 jaar. De eerste 1,5 jaar zijn gebruikt voor onderzoek, nu start een pilot van een jaar.

Meerdere simulaties

Inmiddels is het vanuit Weather Impact vooral projectleider Stefan Ligtenberg die zich met het project bezighoudt. Over de verdeling tussen het KNMI en Weather Impact legt hij uit: ‘Het KNMI doet onderzoek naar het verbeteren van de neerslagverwachtingen door middel van data en modellen, terwijl wij op zoek zijn naar hoe de eindgebruikers het waarschuwings­systeem kunnen gebruiken.’ Met die eindgebruikers worden onder andere de waterschappen bedoeld. Op welke manier verschilt het early warning-systeem van het waarschuwingssysteem dat momenteel nog wordt gebruikt? Ligtenberg: ‘Momenteel wordt er een deterministische verwachting gebruikt: er wordt in het waarschuwingssysteem maar één toekomstoptie als weers­verwachting voor de komende dagen gegeven. In ons early warning-systeem maken we gebruik van een ensemble-verwachting. Dat betekent dat we meerdere simulaties, bijvoorbeeld twintig of vijftig, maken van hoe de toekomst, de komende dagen of uren, eruit kan zien, waardoor we kunnen berekenen hoe groot de kans is dat een bepaald scenario zich voordoet.’ Hiemstra: ‘Dat doen we door verschillende technieken te combineren en door in verschillende stadia van tijd verwachtingen te maken.’

Wel of geen maatregelen?

De kansberekeningen kunnen de waterschappen, en andere gebruikers van het waarschuwingssysteem, vervolgens gebruiken om te bepalen welke maatregelen zij moeten nemen. Ligtenberg: ‘Waterschappen willen graag weten: hoeveel procent kans is er dat zich extreme neerslag voordoet in hun gebied? Sommige waterschappen zullen zeggen: bij 10 procent kans op extreme neerslag ondernemen we actie, terwijl bijvoorbeeld een gemeente misschien pas bij een grotere kans actie onderneemt. Ook reageren niet alle waterschappen hetzelfde: een polderwaterschap neemt bijvoorbeeld eerder het zekere voor het onzekere, terwijl een waterschap in een hellend gebied dat wellicht minder snel hoeft te doen. Daarom personaliseren we de waarschuwingen voor de eindgebruiker. We vragen ze: wanneer wil je gewaarschuwd worden? Wanneer trad er in het verleden overlast op? En op welke schaal? Aan de hand van die instellingen ontvangen ze een melding wanneer er kans is op een extreme bui. In de pilot van één jaar testen we dit samen met de eindgebruikers. Er doen onder andere vijf waterschappen mee: Aa en Maas, Limburg, Noorderzijlvest, Rijnland en De Stichtse Rijnlanden.’ Het early warning-systeem is gericht op de extreme zomerse buien, maar om praktische redenen is het ook in normale neerslagsituaties bruikbaar. Ligtenberg: ‘Anders krijg je ineens een waarschuwing van een systeem dat je verder helemaal niet gebruikt of kent. Dan heb je er niks aan.’ Biedt het ook ruimte voor andere soorten verwachtingen, zoals droogte? Dergelijke vragen krijgen Hiemstra en Ligtenberg wel vaker. Ligtenberg: ‘Je zou eenzelfde systeem ook voor droogte kunnen maken, maar dat valt niet binnen dit project. Het KNMI werkt wel aan een algemener early warning-systeem als vervanging van de huidige alarmcodering, maar dat is een veel groter project dan dit.’ Hiemstra is blij met de voortgang van zijn eigen project, maar wil nog wel wat kanttekeningen plaatsen. ‘We kunnen niet garanderen dat er een systeem komt dat 100 procent werkt. Het is echt een onderzoeksproject. Wij ontwikkelen een prototype, waar later andere bedrijven mee aan de slag kunnen. Zolang dit project duurt, is het alleen voor overheden beschikbaar, maar daarna wordt het ook aan derden beschikbaar gesteld.’