Kennisvraag: wat waren de herhalingstijden van de neerslag? In beeld brengen situatie zoals die buiten geweest is.

Transcriptie

1 Neerslag juni 2016 Kennisvraag: wat waren de herhalingstijden van de neerslag? In beeld brengen situatie zoals die buiten geweest is. Antwoord: De neerslaggegevens van zowel de KNMI neerslagstations als de ruimtelijke radarbeelden laten voor juni een beeld zien met uitzonderlijk veel neerslag en grote lokale verschillen. Hoe extreem de neerslag was wordt uitgedrukt in herhalingstijd, of kans op herhaling in jaren. Deze herhalingstijd is bepaald met statistiek van STOWA. Voor delen van het gebied was een neerslagsituatie van enkele uren maatgevend voor de herhalingstijd, voor andere delen van het gebied was het een periode van enkele dagen. De berekende herhalingstijd varieert van minder dan 5 jaar tot meer dan 1000 jaar. 1. INLEIDING De periode 30 mei-30 juni 2016 werd gekenmerkt door de vele regen in oost Brabant, Limburg en België. Het was warm en vochtig weer waarbij zich iedere avond opnieuw buien ontwikkelden. Het KNMI gaf met regelmaat code geel of oranje af (Tabel 1) en er ontstond veel wateroverlast. Tabel 1 KNMI waarschuwingen voor Brabant Datum Code KNMI Eventuele toelichting 30 mei code oranje 2 juni code oranje i.v.m. neerslag en voorgeschiedenis 3 juni code geel 4 juni code geel 5 juni code groen KMI (België) code geel 6 juni code geel 7 juni code geel i.v.m quasi stationaire lijn met buien 15 juni code geel 16 juni code geel 17 juni code geel 23 juni code geel 26 juni code geel In deze memo wordt de neerslag die in deze periode viel beschreven: hoe was de weerssituatie waardoor de buien ontstonden, waar, wanneer en hoeveel heeft het geregend en hoe extreem was de neerslag. Hierbij wordt eerst een algemeen beeld geschetst van de situatie in de atmosfeer. In hoofdstuk 2 wordt de neerslag zoals gemeten op de KNMI neerslagstations besproken, gevolgd door de ruimtelijke radarbeelden en de analyse van de herhalingstijden in hoofdstuk 3.

2 1.1 SITUATIE IN DE ATMOSFEER IN JUNI 2016 De hevige onweerbuien die tot wateroverlast leidden in juni 2016 waren het gevolg van een aanhoudend geblokkeerd stromingspatroon. Vanaf 27 mei 2016 werd de drukverdeling in de atmosfeer gedomineerd door een hoge drukgebied boven het noorden van Europa en IJsland en lage drukgebieden boven centraal Europa. Dit systeem veroorzaakte een oostelijke stroming met warme, vochtige en onstabiele lucht waarin zware onweersbuien tot ontwikkeling kwamen. Deze stroming lag regelmatig boven het zuidoosten van Nederland, met kletsnatte condities tot gevolg. Sinds het begin van de metingen van het KNMI is een dergelijke lange blokkade met zoveel neerslag nog niet eerder voorgekomen 1. Het noordwesten van Nederland lag niet in deze stroming en had als gevolg dan ook weinig neerslag. In de nacht van 29 op 30 mei trok een in activiteit afnemend onweerscomplex langzaam Nederland binnen. Dit complex activeerde overdag en door de vochtige en onstabiele lucht leidde dit tot een groot gebied met onafgebroken onweersbuien die veel neerslag veroorzaakten 2. Ook op 1 en 2 juni leidde deze warme oostelijke stroming tot de ontwikkeling van zware onweersbuien. Mede in combinatie met de toen al (grotendeels) verzadigde bodem, leidde dit op sommige plaatsen tot wateroverlast 3. Figuur 1 Situatie in de atmosfeer op maandag 30 mei 2016 De dagen hierna bleef deze stroming met onstabiele lucht in stand en ontwikkelden zich bijna iedere dag onweersbuien aan het eind van de dag. In de loop van 22 juni veranderde het atmosferische patroon. De zware onweersbuien van 22 tot en met 24 juni waren het gevolg van een zuidzuidwestelijke stroming veroorzaakt door een lage drukgebied westelijk van de Britse Eilanden en een hoge drukgebied boven de Baltische Staten. Hierdoor kregen grote delen van Nederland in de nacht van 22 op 23 juni tot en met 24 juni te maken met zware buiencomplexen. Op 23 juni groeide een bui uit tot een supercel die over het zuidoosten van Brabant trok. Deze bui veroorzaakte op flink wat plaatsen overlast door de

3 enorme hagelstenen. Lokaal zijn hagelstenen van 7-10 cm waargenomen, de grootsten in de afgelopen 25 jaar in Nederland 4. Als gevolg van deze weersomstandigheden viel op veel plaatsen in het zuidoosten van Nederland meer dan 200 mm neerslag tussen 30 mei en eind juni Figuur 2. Daarmee behoorde dit gebied in juni bij de natste gebieden van heel Europa 5. Figuur 2 Totale hoeveelheid gevallen neerslag (mm) in juni op basis van radargegevens. 2. ANALYSE PUNTNEERSLAG Neerslag wordt gemeten op verschillende KNMI neerslagstations, in en rond het beheergebied van waterschap De Dommel zijn 3 van deze neerslagstations: Eindhoven, Gilze-Rijen en Volkel (Figuur 3). Hier wordt ieder uur de gevallen neerslag gemeten. De KNMI grondstations zijn tot op heden de meest betrouwbare lokale neerslagmetingen en worden gebruikt om de ruimtelijke neerslagbeelden (Hoofdstuk 3) te valideren. De gegevens van deze neerslagstations zijn vrij beschikbaar via de website van het KNMI. In dit hoofdstuk wordt voor de verschillende buien de hoeveelheid gevallen neerslag en de intensiteit kort besproken.

4 Volkel Gilze-Rijen Eindhoven Figuur 3 KNMI automatische neerslagstations in en rond het beheergebied van waterschap De Dommel. 2.1 TOTALE WAARGENOMEN NEERSLAG In Figuur 4 is de cumulatieve neerslag voor de KNMI neerslagstations weergegeven. In de periode van eind mei tot eind juni viel voor het station Eindhoven 233mm, voor Volkel 209 m en voor station Gilze-Rijen 165 mm. Ter vergelijking, het landelijk gemiddelde voor de maand juni is 68 mm. Voor Eindhoven viel dus 3,4 keer het landelijk gemiddelde. Hieronder wordt de totale hoeveelheid neerslag per periode beschreven. Figuur 4 Cumulatieve neerslag voor de KNMI stations Eindhoven, Gilze-Rijen en Volkel. Op 30 mei viel op station Volkel de grootste hoeveelheid neerslag binnen de periode eind mei- eind juni. Binnen een dag viel hier een hoeveelheid van 68 mm. Voor de stations Gilze- Rijen en Eindhoven werd respectievelijk 58,5 mm en 30,1 mm geregistreerd, zie Figuur 4.

5 Neerslag (mm/uur) Op 1 juni wordt alleen voor het station Eindhoven een flinke hoeveelheid neerslag gemeten (10,9 mm).voor de andere stations blijft de neerslag beperkt tot kleine hoeveelheden. 4 Tot 7 juni is een droge periode waarin geen neerslag is gemeten. Van 12 tot 15 juni valt er een grote hoeveelheid neerslag in het gebied ten westen van Eindhoven, zie hoofdstuk 3.1. Voor grondstation Eindhoven wordt die dag dan ook 65 mm gemeten. Voor de stations Gilze-Rijen en Volkel valt aanzienlijk minder in deze drie dagen, resp. 35 en 38 mm. Van 16 tot 20 juni is er opnieuw een rustige periode met slechts kleine hoeveelheden neerslag. Op 23 juni zijn er hevige buien ten oosten van Eindhoven, zie hoofdstuk 3.1. De grondstations registreren echter slechts kleine hoeveelheden neerslag. In totaal voor deze dag wordt er voor Eindhoven, Gilze-Rijen en Volkel resp. 18, 6 en 9 mm gemeten. 2.2 NEERSLAGINTENSITEITEN Grote hoeveelheden neerslag kunnen vallen in een korte periode, maar ook verspreid over een dag of enkele dagen. De intensiteit, de hoeveelheid gevallen neerslag per tijdsperiode verschilt dan. Deze intensiteit is bijvoorbeeld van belang voor de hoeveelheid water die de bodem kan verwerken. Wanneer de neerslag over een langere periode valt met een lagere intensiteit zal er minder snel plasvorming optreden dan wanneer de neerslag over een hele korte periode valt met een hoge intensiteit. De KNMI meetstations registreren de neerslag per uur, de neerslagintensiteiten in onderstaand figuur zijn dus een gemiddelde over een uur. Het is mogelijk dat de intensiteit binnen dat uur tijdelijk hoger/lager is geweest Eindhoven Gilze-Rijen Volkel Datum Figuur 5 Neerslagintensiteiten voor de neerslagstations Eindhoven, Gilze-Rijen en Volkel. Op 30 mei is de grootste neerslagintensiteit te zien in Figuur 5, met meer dan 30 mm in een uur op het neerslagstation Volkel. Voor de beeldvorming: dit is gelijk aan 3 emmers van 10 L

6 water per vierkante meter. In hetzelfde uur wordt slechts voor station Eindhoven slechts 8,8 mm/uur gemeten. Op 1 juni is het beeld andersom. Voor station Eindhoven wordt een intensiteit van 10,9 mm/uur geregistreerd, terwijl voor de andere twee stations de intensiteit onder de 1,6 mm/uur blijft. Tussen 12 en 15 juni wordt voor alle drie de stations meerdere keren een maximale intensiteit van rond de 10 mm/uur gemeten. Op 23 juni wordt er een forse hoeveelheid neerslag geregistreerd voor station Eindhoven van 65 mm met een maximale intensiteit is 12 mm/uur. Voor de andere stations bleef de maximale neerslagintensiteit onder de 5 mm/uur. De metingen van deze neerslagstations zijn publiekelijk beschikbaar. Deze metingen, samen met de metingen van dagstations, worden gebruikt om de radarbeelden van de neerslag te corrigeren. Dit levert gevalideerde radarbeelden van de neerslag die besproken en geanalyseerd worden in hoofdstuk ANALYSE RUIMTELIJKE NEERSLAG De ruimtelijke neerslag wordt gemeten door twee neerslagradars van het KNMI: één in Den Helder en één in De Bilt. Het KNMI stelt de radarbeelden beschikbaar aan bedrijven en voor Waterschap De Dommel worden de radarbeelden ontsloten met Hydronet (Hydrologic). In dit hoofdstuk worden een aantal beelden van Hydronet gepresenteerd van neerslagsituaties die tot overlast hebben geleid. Vervolgens wordt de analyse van de neerslag gepresenteerd, om te komen tot herhalingstijden van de buien die gevallen zijn. 3.1 WAARGENOMEN NEERSLAG 30 Mei vormde de aanleiding tot de wateroverlastperiode. Op deze dag trok aanhoudende regen over de westelijke helft van het beheersgebied (Figuur 6). In 12 uur viel nabij Hilvarenbeek een hoeveelheid neerslag die normaal in de gehele maand juni valt (68 mm).

7 Figuur 6 Gevallen neerslag (mm) op 30 mei. Op 1 juni trokken in de avond een aantal zware (onweers)buien over. Deze zorgden voor aanhoudende overlast in het gebied van de Nieuwe Leij en veel overlast in het gebied van de Boven- en Kleine Dommel (Figuur 7).

8 Figuur 7 Gevallen neerslag (mm) op 1 juni Na 1 juni bleef het, ondanks waarschuwingen van het KNMI, redelijk rustig in ons gebied. Het onweerde wel, maar de neerslag bleef relatief beperkt. Op 3 en 4 juni, toen piekwaterstanden in de Dommel, Tongelreep en Kleine Dommel bereikt werden, heeft het flink geonweerd. De neerslag bleef echter beperkt, zoals te zien is in Figuur 8.

9 Figuur 8 Gevallen neerslag (mm) op 3 en 4 juni Op 12, 13 en 15 juni trokken opnieuw zware onweersbuien over het gebied van De Dommel en ontstond nieuwe overlast. In de stroomgebieden van de Reusel, Beerze en Ekkersrijt viel de meeste neerslag (Figuur 9, Figuur 10 en Figuur 11).

10 Figuur 9 Gevallen neerslag (mm) op 12 juni

11 Figuur 10 Gevallen neerslag (mm) op 13 juni

12 Figuur 11 Gevallen neerslag (mm) op 15 juni Na een aantal dagen met minder neerslag (maar toch nog mm in het gehele gebied) trekken op 23 juni opnieuw een paar zware onweersbuien over het zuidoosten van het beheersgebied. Één daarvan liet een spoor van vernieling achter door onder andere Luyksgestel, Bergeijk, Valkenswaard en Heeze waar grote hagelstenen vielen.

13 Figuur 12 Gevallen neerslag (mm) op 23 juni 3.2 ANALYSE De hoeveelheid neerslag die tussen 30 mei en 24 juni viel was zondermeer extreem. Verschillende onweersbuien waren op zichzelf al extreem, maar ook de opeenvolging van deze buien kort na elkaar was extreem. De mate van extremiteit wordt gekwantificeerd door de herhalingstijd van de situatie te bepalen. De herhalingstijd geeft weer wat de kans is (in jaren) dat een dergelijke situatie zich herhaalt. Een herhalingstijd van eens in de 10 jaar betekent dat de kans op voorkomen ongeveer eens in de 10 jaar is. Voor het bepalen van de herhalingstijd van een neerslagsituatie is door STOWA statistiek ontwikkeld in Hierbij is rekening gehouden met de klimaatverandering tot nu toe. Hierin is onderscheid gemaakt tussen het zomerhalfjaar (maart-oktober) en het winterhalfjaar (november-maart). De voor deze analyse gebruikte statistiek is weergegeven in Tabel 2.

14 Tabel 2 Neerslaghoeveelheden bij verschillende herhalingstijden van de neerslag te De Bilt (in mm) op jaarbasis voor het klimaat rond 2014 voor neerslagduren tussen 2 uur en 8 dagen, voor de periode maart t/m oktober (bron: STOWA) De gehele wateroverlastperiode is met behulp van deze statistiek geanalyseerd. Hiervoor is voor iedere radarpixel (1x1 km) in het beheersgebied bekeken wat de meest extreme situatie was en wat hiervan de herhalingstijd was. Voor de ene plek was een onweersbui van 2 uur het meest extreem en voor de andere plek de combinatie van buien over 4 dagen verdeeld. De beperking van deze statistiek is dat maximaal 8 dagen bekeken wordt, terwijl heel juni extreem was. De natte voorgeschiedenis van een bui is niet in deze statistiek gevat, terwijl deze wel bijdraagt aan de overlast. Daarom moet naast deze analyse van de neerslag ook gekeken worden naar (de analyse van) het grondwater en de afvoer. De radarneerslag is geanalyseerd met behulp van de RadarTool, ontwikkeld door Artesia. Met behulp van deze tool is voor iedere radarpixel bekeken wat de periode was waarin de meeste neerslag viel. Dit is gedaan voor alle neerslagduren gepresenteerd in Tabel 2 (2 uur t/m 8 dagen). Vervolgens is hier de bijbehorende herhalingstijd van bepaald. Hiervan is de hoogste herhalingstijd geselecteerd (de meest extreme situatie) en deze is gepresenteerd in Figuur 13. Deze figuur zegt dus niets over wanneer de bui viel of hoe lang de periode was.

15 Figuur 13 Herhalingstijd extremen in de periode 30 mei - eind juni 2016 In Figuur 13 zijn herhalingstijden vanaf eens per 5 jaar gekleurd. Dit geeft weer dat er in de gekleurde delen van het beheersgebied op enig moment in juni zo veel neerslag is gevallen dat dit statistisch gezien de komende 5 jaar niet meer herhaald wordt. In de bovenlopen van de Nieuwe Leij, Reusel, Beerze en Keersop is extreem veel neerslag gevallen, net als in de Bovendommel en de stroomgebieden van de Tongelreep en de Kleine Dommel. Hier viel grootschalig een hoeveelheid neerslag waarvan de kans op herhalen kleiner dan eens in de 25 jaar is en zeer lokaal was de neerslag zo extreem dat de kans hierop kleiner dan eens in de 1000 jaar is. De in Figuur 13 gepresenteerde extremen zijn ergens in de periode 30 mei eind juni opgetreden. Voor iedere pixel is in de figuur de meest extreme situatie gepresenteerd. Wanneer dit was, is af te lezen uit Figuur 14. De periodes waarin de extremen voorkwamen, komen overeen met de neerslagsituaties besproken in hoofdstuk 3.1 WAARGENOMEN NEERSLAG.

16 Figuur 14 Periode waarin de meest extreme neerslag viel en waarvoor de herhalingstijd bepaald is Voor de Nieuwe Leij blijken de buien van 30 mei en 1 juni maatgevend te zijn. Voor de bovenlopen van de Reusel, Beerze en Ekkersrijt waren dit de buien van juni. In de stroomgebieden van de Keersop, Tongelreep, Kleine Dommel en de Bovendommel waren de buien van 1 juni het meest extreem. En op de grens met België viel tussen 2 en 7 juni de neerslag het meest extreem was. Uit de legenda in Figuur 14 blijkt al dat soms 1 dag maatgevend was, en soms meerdere dagen. Bij de analyse is gekeken naar tijdvakken van 2 uur tot 8 dagen, waarbij bepaald is in welk tijdvak de neerslag het meest extreem was. Dit leidt mede tot de herhalingstijd. 50 mm in 2 dagen is bijvoorbeeld niet zo extreem als 50 mm in twee uur. Het tijdvak behorend bij de herhalingstijd in Figuur 13 en de datums in Figuur 14 is weergegeven in Figuur 15.

17 Figuur 15 Duur van de periode behorend bij de meest extreme situatie Uit het gezamenlijk bekijken van Figuur 13, Figuur 14 en Figuur 15 is af te leiden wanneer de extreme neerslag viel, hoe lang de periode was waarin de neerslag viel en hoe extreem deze was. Bijvoorbeeld in de bovenloop van de Nieuwe Leij is op 1 juni een extreme bui gevallen die minder dan 2 uur duurde en waarvan de herhalingstijd groter dan eens in de 100 jaar was. En in de bovenlopen van de Reusel, Raamsloop en Grote Beerze was de combinatie van de buien van 12 en 13 juni het meest extreem, en viel in 2 dagen een hoeveelheid neerslag die een herhalingstijd van eens in de jaar had. Bovenstaande analyse heeft de meest extreme neerslagsituaties in juni in beeld gebracht. Sommige locaties, vooral in het zuiden van het beheersgebied, kregen echter keer op keer de zware buien te verduren. De eerste buien begin juni, nieuwe buien half juni en 23 juni nogmaals. Daarom is deze analyse ook gedaan voor de losse neerslagperiodes besproken in hoofdstuk 3.1 WAARGENOMEN NEERSLAG. Van een deel is de bijbehorende herhalingstijd gepresenteerd in Figuur 16.

18 30 mei 1 juni 30 mei-6 juni juni 23 juni Figuur 16 Herhalingstijd extremen in de verschillende neerslagsituaties

19 4. CONCLUSIE De neerslaggegevens van zowel de KNMI neerslagstations als de ruimtelijke radarbeelden laten voor juni een beeld zien met uitzonderlijk veel neerslag en grote lokale verschillen. De totale gevallen neerslag in het beheergebied varieert van 172 tot meer dan 340 mm. Ter vergelijking; het landelijk gemiddelde voor dezelfde maand is 68 mm. Hoe extreem de neerslag was wordt uitgedrukt in herhalingstijd, of kans op herhaling in jaren. Deze herhalingstijd is bepaald met statistiek van STOWA. Voor delen van het gebied was een neerslagsituatie van enkele uren maatgevend voor de herhalingstijd, voor andere delen van het gebied was het een periode van enkele dagen. De berekende herhalingstijd varieert van <5 jaar tot >1000 jaar. Hierbij moet nog opgemerkt worden dat de beschikbare statistiek bruikbaar is voor een maximale neerslagduur van 8 dagen, waardoor het niet mogelijk is om de maand juni in zijn totaliteit te analyseren wat betreft de herhalingstijd. BRONVERMELDING en-23-juni-vol-extremen f