Orde scheppen in chaos met nieuwe regime-kaart ECMWF

Meer dan 10 dagen vooruit kijken op de weerkaarten voor het weer in Europa. Of even op je app kijken wat het weer wordt op je vakantie in 2 weken. Velen zullen het weleens gedaan hebben, maar dan al snel tot de conclusie komen dat het weinig zin heeft. Echter, met de ontwikkelingen in de laatste jaren kunnen we stellen dat er wel wat interessante ontwikkelingen gaande zijn. In deze blog kijken we naar een manier waarop we van deze ontwikkelingen gebruik kunnen maken. Oftewel: een manier om in de chaotische wereld van de atmosfeer toch wat orde te scheppen.

De laatste tientallen jaren zijn de ontwikkelingen op het gebied van weermodellen hard gegaan. Konden we tientallen jaren geleden nog amper iets zeggen over het weer van twee dagen vooruit, nu is soms al redelijk goed te zeggen of het vandaag over een week droog blijft of niet. Dit alles laat zien dat we een stuk beter zijn geworden in het verwachten van het weer.

En toch… veel verder vooruit kijken blijft lastig. Sterker nog: vaak blijkt de weerkaart voor 2 weken vooruit toch wat anders te worden dan eerder verwacht werd. Deze periode wordt dan ook niet voor niets gekscherend het ‘glazebollenbereik‘ genoemd.

Een poging tot orde

Toch kunnen we wel degelijk wat zeggen over het weer na 7 dagen vooruit, zeker gezien de laatste ontwikkelingen in de wereld van weermodellen. Dit is vooral aangezwengeld door de techniek van ensembles: meerdere berekeningen draaien van hetzelfde model met net iets andere beginwaarden. De berg aan gegevens die hieruit komen, zijn echter lastig te bevatten. Anders gezegd: het is bijna onmogelijk de weerkaarten van 50 verschillende berekeningen één voor één af te gaan. De welbekende ‘pluim‘ is hier een goede hulp voor, maar op het gebied van weerkaarten begrijpen bood dit nog weinig hulp.

Gelukkig zijn er recent van het ECMWF-ensemble kaarten verschenen die dit proces wat makkelijker kunnen maken. Anders gezegd: er wordt wat orde geschept in een wereld van chaos.

Weerpatronen

Het idee achter de ‘ordepoging’ is het volgende: we kijken naar de atmosfeer bij Europa. Deze verdelen we in vier patronen die het vaakst voorkomen. Vervolgens kijken we voor alle berekeningen van het ECMWF-ensemble in welke van de vier categorieën ze het beste passen. Dit zetten we uit per dag. Hieronder zien we het resultaat; verdere uitleg wat het betekent volgt verderop.

In het plaatje hierboven van de verwachting van maandag 2 november 2020 zien we de kans op verschillende ‘regimes’. Een voorbeeldje: voor zondag 8 november verwacht 90% van de berekeningen een ‘blokkaderegime’.

Wat zijn de verschillende regimes?

De vraag is natuurlijk: wat is een ‘blokkaderegime’? En wat stellen de andere regimes voor?

Hierboven zien we de vier regimes zoals die ook in het plaatje van de regime-verwachting staat.

• Linksboven zien we het NAO+ regime. Bij dit regime hebben we lagere druk dan normaal bij IJsland, en hogere druk ten zuiden daarvan. Dit soort weerkaarten gaan vaak samen met een sterke westelijke stroming. Dat leidt ’s winters tot wisselvallig en zacht weer in West-Europa.
• Rechtsboven zien we het NAO- regime. Dit is ongeveer het omgekeerde van het NAO+ regime. Dan is er hogere druk nabij Groenland en lagere druk boven Europa. Dit regime gaat in Europa in de winter vaak samen met wisselvalligheid, maar ook kouder weer met mogelijke koude-uitbraken uit het noorden.
• Linksonder staat het ‘Blokkade’ regime. Er ligt dan vaak een ‘blokkerend’ hogedrukgebied boven Scandinavië of Centraal-Europa dat de koers van lagedrukgebieden naar Europa blokkeert. Bij dit regime staat er in West-Europa vaak een oostenwind met rustiger weer en ’s winters kans op koude uit Scandinavië of Rusland.
• Rechtsonder zien we het ‘Atlantic Ridge’ regime; oftewel hogere druk boven de Atlantische Oceaan en lagere druk bij Scandinavië. Dit soort patronen gaat vaak samen met een noordwestelijke aanvoer vanaf zee. Dat leidt veelvuldig tot kil en grijs weer in de winter.

Deze regimes omvatten natuurlijk niet al het weer dat in Europa mogelijk is. Maar in grote lijnen vallen de meeste ‘weerkaarten’ wel onder één van deze regimes.

Voorbeeld: verwachting zondag 8 november

Laten we nu eens kijken naar een voorbeeldje. Uit het kaartje met de ‘weerregimes’ zagen we dat er op zondag 8 november een blokkade wordt verwacht. Kijken we naar de ECMWF-verwachting van het stromingspatroon op deze dag, dan zien we inderdaad een blokkade op de weerkaart. De blokkade heeft de vorm van de griekse letter ‘omega’, een zogenaamde ‘omega-blokkade’. Het centrum op ongeveer 5 km hoogte ligt in de buurt van Polen.

Wellicht valt het je op dat bij het ‘blokkade-regime’ de grootste afwijkingen boven Scandinavië te vinden zijn. Dit betekent echter niet dat de blokkade ook boven Scandinavië hoeft te liggen. Ook in dit geval is dat niet zo: de blokkade ligt wat verder naar het zuiden boven Centraal-Europa. Oftewel: de ‘regimesoorten’ geven dus alleen ongeveer de vorm van de weerkaart aan.

Hoe ‘goed’ zijn de verwachtingen?

Een belangrijke vraag om onszelf te stellen is natuurlijk: ‘Hoe betrouwbaar zijn de verwachtingen van de regimes?’. Wat blijkt, is dat deze verwachtingen tot ongeveer 10-20 dagen vooruit waarde hebben.

Hoe ver vooruit de verwachtingen precies meerwaarde hebben, is afhankelijk van de situatie. Zo blijkt namelijk dat weerkaarten die met een NAO- regime beginnen (gemiddeld hogere druk bij Groenland) samengaan met betere verwachtingen. Dus als je begint met een NAO- regime, is je verwachting beter en langer bruikbaar*.

Het is wel belangrijk om te beseffen dat regimes niet altijd leiden tot bijvoorbeeld koud weer. Een extreem voorbeeld: stel we zijn 100% zeker dat we over twee weken in een NAO- regime zijn. Dan nog kan het zijn dat we niets kunnen zeggen over de temperatuur over twee weken. Of dat het geval is, kun je het beste uit een ‘pluimverwachting’ halen.

Wel kun je eventuele koude/warmte die verwacht wordt wel makkelijker koppelen aan een bepaald type weerkaart. Bijvoorbeeld: zie je koude in de pluim en een grote kans op een ‘blokkadescenario’, dan kun je begrijpen hoe de twee samenhangen. Vooral voor de liefhebbers van weerkaarten is dit wellicht een leuke tool.

Tot slot is het wellicht leuk om te noemen dat je ook iets kunt zeggen over hoe waarschijnlijk een verwachting is t.o.v. wat de berekeningen laten zien. Sommige regimes worden namelijk te vaak verwacht, of overgangen van regime x naar regime y worden te weinig verwacht. Met dit in het achterhoofd kun je dus zelfs een betere verwachting maken dan het model laat zien. Voor meer informatie daarover zie .

…En wat verwachten we nu?

Voor de verwachting van de regimes gaan we weer terug naar het eerste plaatje (zie ook hieronder). Het blijkt dat we tot en met woensdag 18 november een grote kans hebben op een blokkaderegime. De ligging en vorm van de blokkade gaat waarschijnlijk zorgen voor een wind uit het zuidoosten. Dat levert een rustige, droge, maar wel zachte periode op. Dit geldt zowel voor de Benelux als in de Alpen.

Verder vooruit kijken?

Voor de atmosfeer heeft het vrij weinig zin om verder te kijken dan 2-3 weken vooruit. Maar toch kunnen we wel wat zeggen over de periode erna. Dat heeft onder andere te maken met dat afwijkingen in zeewater wel beter te voorspellen zijn. Zie daarvoor de winterverwachting!

Samenvatting

Wat we hebben gezien is dat we met behulp van de huidige weermodellen verder kunnen kijken dan 1 week vooruit. De ‘weerregimes’ in Europa kunnen zelfs 2 tot 3 weken vooruit nog redelijk verwacht worden. Met behulp van een nieuwe ‘regime-tool’ van het ECMWF kunnen we snel meer inzicht krijgen in de verschillende regimes. Dit kan dan weer gebruikt worden om weerkaarten beter te interpreteren.

*Het verband tussen een NAO- regime en betere voorspelbaarheid van de atmosfeer kunnen we ook zien in het licht van een plotselinge stratosferische opwarming: na een SSW zien we vaker een NAO- regime. En het is ook bekend dat het weer na een SSW wat beter voorspelbaar is dan gemiddeld. De SSW, het NAO- regime en een betere voorspelbaarheid hangen hier dus waarschijnlijk met elkaar samen.

Bronnen:

ECMWF Extended range output. https://confluence.ecmwf.int/display/FUG/Extended+Range+Predictability

Flow-dependent predictability ofwintertime Euro-Atlantic weather regimesin medium-range forecasts https://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/2019/18929-flow-dependent-predictability-wintertime-euro-atlantic-weather-regimes-medium-range-forecasts.pdf