Anticiperen op de winter? Dit is: complex – wetenschap

klimaat

Als je eens wist hoe koud de winters in Duitsland zijn. Maar met langetermijnverwachtingen is dat niet zo eenvoudig. Hoe onderzoekers seizoensgebonden klimaatvoorspellingen maken.

van dpa 4 november 2022, 14:23 uur

Berlijn (AFP). Als oktober warm en mooi is, komt er een scherpe winter. Waren klimaatvoorspellingen op lange termijn maar zo eenvoudig. Nu rijst de vraag of energie schaars zal zijn in het koude seizoen.

Helmholtz’s vice-president voor energie, Holger Hanselka, voorspelde onlangs dat er waarschijnlijk geen knelpunten zouden zijn als de winter zacht was. Welke fenomenen in Centraal-Europa van invloed zijn op de winter, hoe seizoensvoorspellingen werken en hoe ze zijn (niet zeker).

Wat beïnvloedt het verloop van de winter in Midden-Europa?

Het ‘Fenomenenpakket’ bepaalt hoe de winter eruit zal zien, legt klimatoloog Klaus Bankatz van de Duitse Weerdienst (DWD) uit. Een fenomeen in de stratosfeer boven de Noordpool speelt een relatief grote rol: de polaire vortex. Dit kan invloed hebben op de circulatie van de westenwinden, die matig vochtige lucht van de Atlantische Oceaan naar Midden-Europa transporteren. Als deze circulatie wordt belemmerd, kan koude lucht ons bereiken.

“Wanneer de polaire vortex onstabiel is – iets dat regelmatig gebeurt in de winter – verstoort dat de stabiliteit van de circulatie van westenwinden. Dit vergroot de kans op koude perioden”, zegt Banktz. Het goede nieuws: “Voorlopig is de polaire vortex zeer sterk en stabiel voor de nabije toekomst.”

Daarnaast heeft het sneeuwdek in Siberië en Centraal-Azië invloed op het verloop van de komende winter. De klimatoloog legt uit: “Het hogere sneeuwdek in de vroege winter verhoogt de dichtheid van het koude hogedrukgebied in Siberië. Het kan zich in de late winter naar het westen verspreiden en ons als gevolg daarvan koude oostelijke locaties opleveren.” In deze algemene weersomstandigheden stroomt continentale lucht van het oosten naar Midden-Europa.

Hoe komen seizoensvoorspellingen tot stand?

Voor seizoensvoorspellingen gebruiken computers een enorme hoeveelheid data om verschillende mogelijke weerscenario’s te simuleren op basis van speciale klimaatmodellen. Zo berekenen ze de kans dat het volgende seizoen natter, droger, warmer of koeler is dan het langjarig gemiddelde.

Er worden altijd relatieve uitspraken gedaan en absolute waarden zoals specifieke temperaturen worden nooit gegeven. “Seizoensvoorspellingen zijn klimaatvoorspellingen, geen weersvoorspellingen”, legt Andreas Bachian, klimaatonderzoeker bij de afdeling Sociale Ontwikkeling, uit.

Wat zijn de verschillen in de weersvoorspelling?

Bankatz zegt dat seizoensvoorspellingen werken met het ‘geheugen’ van langetermijnprocessen. De simulaties van de wetenschappers hebben betrekking op terugkerende en langdurige klimaatpatronen die grote gebieden overspannen. “Als je het weer voorspelt, kijk je naar individuele dagen, zoals maximum- en minimumtemperaturen. Maar als je eenmaal voorbij de periode van tien dagen tot twee weken bent, moet je gaan samenvatten en middelen”, beschrijft de klimaatwetenschapper.

In het geval van seizoensvoorspellingen is dit een driemaandsgemiddelde in vergelijking met het gemiddelde van de referentieperiode. “Op een seizoensvoorspellingsschaal heeft het geen zin om naar individuele dagen te kijken.” En dat is precies wat “belangrijk is voor de boodschap”, stelt Bankatz. “Als we zeggen: er is een trend van warmere omstandigheden voor het gemiddelde van de drie maanden, dan kunnen de dagen, weken of zelfs een hele maand koud zijn in deze periode.”

Welke gegevens worden geëvalueerd?

Voor seizoensvoorspellingen werken wetenschappers met het systeemmodel van de aarde. Hiervoor is de aarde opgedeeld in driedimensionale rasterboxen, waarin de toestand van de atmosfeer, oceanen, landoppervlak en zee-ijs worden beschreven.

“Ik moet overal ter wereld observatiepunten hebben met een bepaalde ruimtelijke resolutie ter hoogte van de atmosfeer en de diepte van de oceaan”, beschrijft Bachian. Enerzijds worden deze gegevens gemeten, en anderzijds de berekende waarden van die delen van het aardsysteem waarvoor geen meetgegevens zijn. Daarnaast zijn veronderstellingen over de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer geïntegreerd in de simulatie.

Hoe betrouwbaar zijn de resultaten?

Wetenschappers nemen een groot aantal waarden op in hun simulaties, waarvan sommige gebaseerd zijn op extrapolatie. “Natuurlijk is er veel onzekerheid”, zegt Bachian. Als wetenschappers bijvoorbeeld alleen het bereik weten waarin de startwaarde ligt, laten ze het model met andere waarden rekenen.

Nog een moeilijkheid: we kennen nog lang niet alle processen en interacties tussen de atmosfeer, de oceanen, het landoppervlak en het zee-ijs. Het is dus niet meegenomen in de huidige simulaties. Bovendien bereiken computers snel hun capaciteitslimieten bij het uitvoeren van complexe berekeningen. Paxian vat samen: “De kwaliteit van de voorspelling hangt af van de periode, locatie en variabele die wordt overwogen.”

Wat is de huidige seizoensvoorspelling?

DWD-wetenschappers evalueren momenteel gegevens van verschillende klimaatmodellen voor Duitsland. Om dit te doen, tellen ze het aantal modellen met een aandeel warme, normale of koude resultaten ten opzichte van de respectieve referentieperiode. DWD maakt zelf een vergelijking voor de periode van 1991 tot 2020, en de andere modellen in kwestie lopen met referentieperiodes die nog verder teruggaan.

De huidige situatie, volgens Pasian: “Voor de drie maanden – november, december, januari – zien we een lichte trend van warmere omstandigheden.”

© dpa-infocom, dpa: 221102-99-350579/ 4