Eerste test voor vernieuwd waarschuwingssysteem extreme neerslag

Na een recorddroog voorjaar, heeft het weer in juni een verandering ondergaan. De tweede helft van deze maand stond namelijk in het teken van meerdere dagen met extreme neerslag met wateroverlast als gevolg. Weather Impact ontwikkelt samen met het KNMI een verbeterd waarschuwingssysteem voor extreme neerslag in HydroNET. In dit verbeterde systeem worden de nieuwste technieken gebruikt om piekbuien beter te verwachten. In dit artikel analyseren we de eerste resultaten en toepassing van het verbeterde systeem.

Het nieuwe systeem

Het huidige KNMI model (Harmonie) maakt één enkele berekening, waardoor er op bepaalde locaties buien worden gesimuleerd en het op andere locaties droog lijkt te blijven. In het verbeterde waarschuwingssysteem wordt deze enkele berekening nog nabewerkt met statistische technieken. Door deze nabewerking maken we een ensemble van 50 simulaties voor de toekomst. Hiermee wordt een kansberekening gemaakt voor de neerslaghoeveelheid in een specifiek gebied. Het gebruiken van kansen maakt het voor een eindgebruiker inzichtelijker om het risico op wateroverlast in te schatten. Om concreter te maken welk verschil het model maakt volgt een voorbeeld van de toepassing van het systeem.

14 juni – Noordoost Nederland

De eerste zware buien van het jaar vielen op zondag 14 juni in de oostelijke helft van het land. Op meerdere plaatsen in het noordoosten van het land viel meer dan 20 mm met op sommige plaatsen wateroverlast tot gevolg. In Figuur 1 wordt een vergelijking gemaakt tussen de verschillende modellen voor de situatie van 14 juni. In Figuur 1a staat het huidige KNMI Harmonie model dat één verwachting voor de toekomst maakt. Hierin is te zien dat de voorspelde locatie van de extreme neerslag in grote lijnen wel overeenkomt met de uiteindelijke locaties van de buien. Echter voorspelde het model voor Twente een dagelijkse neerslagsom van minder dan 10 mm omdat de buien niet in Twente, maar iets noordwestelijker berekend werden. Uiteindelijk viel in Twente op grote schaal meer dan 20 mm.

Figuur 1. De verwachtingen van het huidige model KNMI Harmonie (a), de 50% kanswaarde (b) en de 10% kanswaarde (c) uit de nieuwe kansverwachting. In elke kaart staat de som gedurende 14 juni 2020 vanaf 2:00 uur tot en met 24:00 uur. De verwachting is gemaakt met de modelrun van 14 juni 2020 00 UTC (2:00 uur lokale tijd).

Figuur 1b en 1c geven de neerslagverwachting weer voor het nieuw ontwikkelde kansmodel. In dit model kijken we naar de kans dat er een bepaalde hoeveelheid regen valt. Een kansniveau van 50% betekent dat er 50% kans is dat deze hoeveelheid of meer op de locatie valt. Ten eerste kijken we naar de middelste waarde – de 50% kanswaarde (Figuur 1b) en daarnaast kijken we ook naar het extreme uiteinde – de 10% kanswaarde (Figuur 1c).

Als we naar de middelste waarde kijken (Figuur 1b), zien we dat er op grote schaal in Groningen en Drenthe meer dan 10 mm wordt verwacht. Voor de mogelijkheden op piekbuien, is Figuur 1c een stuk interessanter. Deze kaart geeft aan dat er een kans is dat de piekbuien in een groot gebied 40-60 mm aan neerslag kunnen geven. Het is uit een weermodel niet te halen waar de buien exact gaan vallen, maar het model kan juist heel goed aangeven waar er een aannemelijke kans is op een piekbui. Grofweg kun je dus zeggen dat de 50% kanswaarde de waarde weergeeft die op provincieschaal verwacht kan worden, terwijl de 10% kanswaarde de potentiële piekhoeveelheden aangeeft.

De verwachting door de tijd heen

Het is ook interessant om te bekijken hoe ver van tevoren een gebruiker geïnformeerd kon zijn voor deze mogelijke piekbuien van 40-60 mm in een paar uur. Elke 6 uur wordt er een nieuwe verwachting uitgegeven en na een update kan het natuurlijk gebeuren dat de patronen veranderen. Het is van groot belang om altijd de laatste informatie te gebruiken, juist vanwege het lokale karakter van deze buien. In Figuur 2 staat de potentiële piekhoeveelheid op 3 verschillende verwachtingstijden voor dezelfde situatie van 14 juni. Wat we duidelijk kunnen zien is dat de piekhoeveelheden in eerste instantie in Friesland, Groningen en Drenthe verwacht werden. Gedurende er nieuwe modelupdates kwamen, nam de kans op piekbuien in Friesland sterk af en werd de kans voor Overijssel iets groter. Dit is in lijn met wat er uiteindelijk is waargenomen.

Figuur 2. De potentiële piekhoeveelheid (de 10% kanswaarde) op 3 momenten in de tijd. De verwachting die om 0:30 uur werd uitgegeven voor 14 juni (a), de verwachting die om 6:30 uur werd uitgegeven voor 14 juni vanaf 2:00 uur ’s nachts tot en met middernacht (b) en de verwachting die om 12:30 uur werd uitgegeven, waarin de neerslagsom vanaf 8:00 uur tot en met middernacht staat (c).

Toepassing van de verwachting

De bovenstaande analyse is voornamelijk een technische analyse van wat het model aan neerslaghoeveelheden had verwacht. Voor een gebruiker maken wij specifieke dashboards die toegespitst zijn op de behoeften. In Figuur 3 staat een voorbeeld van een waarschuwingskaart voor gemeentes. Hier kunnen de drempelwaarden voor waarschuwingsniveaus heel specifiek afgesteld worden naar de behoeften van de eindgebruiker. Hiermee kunnen wij bijvoorbeeld waarschuwingskaarten aanleveren waarin de kans op overstroming van een waterplein zichtbaar wordt gemaakt. Ook kan een waarschuwing gegeven worden voor het uitstellen van rioleringswerkzaamheden of geeft de kaart het risico voor een waterschap dat er moet worden gestart met voormalen. Door kort naar een kaart te kijken, kan de eindgebruiker direct zien of er geen risico (‘groen’), een laag risico (‘geel’ of ‘oranje’) of hoog risico (‘rood’ of ‘paars’) geldt voor zijn of haar locatie.

Figuur 3. Een voorbeeld van een verwachting met waarschuwingskleuren op gemeenteniveau (hiervoor is de neerslagverwachting voor 26 juni gebruikt). Groen staat voor laag risico, geel en oranje voor een gemiddeld risico en rood voor een hoog risico.

Pilot waarschuwingssysteem

Vanaf dit najaar wordt het waarschuwingssysteem een jaar lang getest in een pilot bij gemeenten, waterschappen, veiligheidsregio’s en Rijkswaterstaat. Heeft u interesse om deel te nemen aan de pilot? Neem dan contact op met Stefan Ligtenberg (stefan.ligtenberg@weatherimpact.com).