Winterverwachting 2020-2021: Horror of Hot?

Afgelopen winter was bijzonder warm en op veel plekken de warmste winter ooit gemeten. Een trend van warmere winters valt niet te ontkennen. Bovendien is 2020 op weg wereldwijd het warmste jaar ooit te worden. Maar ondanks deze trend zijn koude en sneeuwrijke winters nog niet uitgesloten. De timing van sneeuwval heeft veel invloed en de lokale verschillen in de Alpen zijn elk jaar groot. Herinner je je nog de sneeuwdump van 2019 met recordhoeveelheden sneeuw? Wat kunnen deze winter verwachten? We nemen je mee in de winterverwachting van 2020-2021.

In januari 2019 vielen er extreme hoeveelheden sneeuw aan de noordkant van de Alpen. In de omgeving van Innsbruck leidde dit tot lawines en vielen vele bomen om. Later zijn deze grote betonnen constructies gebouwd ter bescherming van de stad Innsbruck en sinds dit jaar klaar. Blijkbaar verwachten ze hier nog wat? ( Innsbruck, september 2020)

De invloed van zeewatertemperaturen op het winterweer

Zeeën en oceanen hebben een belangrijke invloed op het weer in Europa. Een belangrijke factor daarin is de zeewatertemperatuur. Allereerst zorgen de zeeën en oceanen bij Europa voor een behoorlijk gematigd klimaat. De winters zijn nooit extreem koud en in onze omgeving ook nauwelijks extreem warm, al lijkt dit de afgelopen jaren wat anders te zijn. In Nederland hebben we een echt zeeklimaat, maar in de Alpen zijn er ook meer continentale invloeden en wordt in de bergen gesproken van een hooggebergteklimaat. Des al niet te min kan de invloed van de matigende oceanen wel van jaar tot jaar verschillen en leiden tot ander (winter)weer.

Hebben we te maken met hogere zeewatertemperaturen, dan is er meer energie en vocht beschikbaar voor de atmosfeer. Als er dan koudere lucht over de relatief warmere zee stroomt in de winter, ontstaan er grotere temperatuurverschillen tussen het water en de atmosfeer. Er kan dan meer water verdampen en later dus ook meer uitregenen. Voorwaarde is dan wel dat deze beschikbare energie en vocht wordt aangesproken door storingen of koude bovenluchten vanuit noordelijke gebieden.

Huidige zeewatertemperaturen

Laten we daarom eens een blik werpen op de huidige zeewatertemperaturen en dan met name de afwijking ten opzichte van het gemiddelde in deze tijd van het jaar, de zogenaamde “anomalie” (Figuur 1). Wat allereerst opvalt als we kijken naar de afwijking van de zeewatertemperatuur, zijn de warmere watertemperaturen in het oostelijk Middellands Zeegebied, verder westelijk liggen de temperaturen rond normaal. Gezien dat de stroming richting de Alpen niet vaak uit het zuidoosten komt, kunnen we zeggen dat de afwijking van de zeewatertemperatuur weinig tot geen invloed zal hebben op het weer in de zuidelijke Alpen deze winter.

Daarnaast zien we ook duidelijk warmere zeeën in het noordoosten van Europa. De Oostzee is warmer dan normaal, maar ook de Barentszzee ten noordoosten van Scandinavië is flink warmer. Dit laatste heeft de maken met de hoge temperaturen aldaar afgelopen voorjaar en zomer. Dit is ook uitgebreid in het nieuws geweest. Door hoge temperaturen en droogte zijn in dit deel van Siberië grote bosbranden geweest. De temperaturen waren recordhoog, wat zich nu nog vertaalt in een warmere zee aldaar. Het gevolg hiervan is dat er in deze regio meer neerslag zou kunnen gaan vallen met in de winter ook meer sneeuwval. Echter zal het ook langer duren voordat het zee-ijs hier bevriest. Met als gevolg: hogere temperaturen in dit gebied. Mocht de wind vanuit deze regio blazen komende winter, zal deze zeker koud zijn, maar minder koud dan normaal.

Fig 1. De afwijking van de zeewatertemperatuur op 28 oktober 2020 ten opzichte van de periode 1971-2000. Bron: Climatereanalyzer.org

Daarnaast zien we ook een iets warmere Noordzee dan normaal. Deze is momenteel zo’n 1 a 2 graden warmer dan gemiddeld. In de herfst kan dit veel neerslag opleveren in de kustgebieden zoals we afgelopen maand ook hebben kunnen zien. Daarnaast zal het bij een noordelijke wind in de herfst en eerste helft van de winter, met aanvoer over de relatief warme Noordzee, zachter zijn dan normaal waardoor de kans op sneeuwval lager is. Er zal gedurende een langere periode wind uit het noorden nodig zijn om deze ‘warme’ afwijking van de Noordzee uiteindelijk weg te werken.

Kijken we naar de temperaturen in de westelijke Atlantische oceaan, dan zien we ook daar wat warmer zeewater dan normaal. Met kou-uitbraken vanuit Arctisch-Canada over dit relatief warmere water, is er een grotere kans op het ontstaan van depressies boven de oceaan die dan richting Europa kunnen komen. Dit zou in Europa dan kunnen leiden tot iets meer neerslag dan in een gemiddeld jaar.

La Niña

Opvallend op de kaart van Figuur 1 is de zeewatertemperatuur ten westen van Zuid-Amerika. Deze is over een zeer groot gebied veel kouder dan in een gemiddeld jaar. Dit is een natuurverschijnsel wat eens in de zoveel jaar terugkeert. We noemen dit een “La Niña”. Bij een La Niña wordt het warmere water getransporteerd naar het westen richting Indonesië en Australië, daardoor komt er vanuit de diepte veel kouder water naar het oppervlakte gestroomd Zuid-Amerika. Dit weerfenomeen heeft veel invloed op het weer wereldwijd. Bij Australië en Indonesië valt door het warmere water meer neerslag dan normaal en in het noorden van Noord-Amerika en noordoost Azië is de winter vaak kouder dan normaal. Ook zien we in het zuiden van de VS vaak drogere condities optreden. De invloed van La Niña in Nederland is volgens het KNMI beperkt, maar zou kunnen leiden tot een iets droger voorjaar dan normaal; een kans van 33% tegen 20% normaal. [1]

Fig 2. De effecten van een La Niña wereldwijd weergegeven in de winter en in de zomer. Bron: NCEP-CPC, Washington USA

La Niña is het zogenaamde zusje van een “El Niño”. Bij deze laatste zijn de effecten juist omgekeerd van “het zusje”. De sterkte van La Niña wordt dit jaar door de WMO ingeschat op matig tot sterk. La Niña heeft op veel plekken in de wereld veel invloed op het weer in verschillende seizoenen. De invloed van La Niña op het weer in Europa is echter zeer gering. De verwachting is dan ook dat La Niña ons weinig extra informatie geeft over mogelijk winterweer in Europa.

De invloed van La Niña op het weer in Europa is zeer gering

De verwachte zeewatertemperatuur komende winter is weergegeven in Figuur 3. Goed te zien is dat dit grote gelijkenissen toont met hoe de zeewatertemperaturen nu zijn en dat dit in onze regionen weinig zal gaan veranderen. Uit ervaring blijkt dat de seizoensverwachting voor de zeewatertemperatuur een heel behoorlijke skill heeft. Met andere woorden: deze verwachtingen zijn redelijk betrouwbaar, ook op een tijdschaal van enkele maanden vooruit. Verwachtingen voor luchttemperatuur zijn veel lastiger te maken dan voor een zeewatertemperatuur.

Fig 3. De verwachting voor de afwijking van de zeewatertemperatuur voor komende winter van het ECMWF seizoensmodel-ensemble. Bron: COPERNICUS

Alarmerende afname zee-ijs

Afgelopen winter leek even positief te zijn voor het Noordpoolijs en was er een sterke aangroei van ijsbedekking waar te nemen ten opzichte van de meest recente jaren. Echter nam dit zee-ijs deze zomer ook rap weer af, tot bijna een record-minimum. Een bijzondere expeditie vond dit jaar plaats met onderzoekers die richting de Noordpool afreisden per schip [2]. Dat ging vrij gemakkelijk, omdat er weinig zee-ijs lag en een ijsbreker bijna niet nodig was. Misschien heb je een ander beeld van de Noordpool, maar tegenwoordig is het slechts een ‘sea of slush’ [3] [4].

Op dit moment lijkt voor het eerst sinds de metingen, het zee-ijs niet tot nauwelijks aan te groeien sinds het jaarlijkse ijs-minimum [5]. Het lijkt erop dat we ook deze winter weinig zee-ijs zullen gaan zien in het Arctische gebied en dat heeft mogelijk ook gevolgen voor het winterweer in Europa. “What happens in the Arctic doesn’t stay in the Arctic”.

De Polarstern nam de kortste route richting het noorden. Onderweg was het zee-ijs opvallend dun en de ijsbreker kon er gemakkelijk doorheen varen. foto: Steffen Graupner / MOSAiC expedition
Fig 4. De zee-ijsbedekking is op dit moment nog nooit zo laag geweest in het Arctische gebied voor deze tijd van het jaar. (bron: Zack Labe)

De belangrijkste conclusie is dat de opwarming van de Noordpool, en daarmee het afnemen van zee-ijs, als gevolg heeft dat aangevoerde Noordpoollucht niet meer zo koud is als vroeger. Deze Arctische luchtmassa’s zullen bij ons dus minder voor extreme kou zorgen. Voor de echte kou hebben we een meer oostelijke stroming nodig vanaf het continent, de ‘Russische beer’. Boven het continent lijkt het de laatste jaren nog wel koud te kunnen zijn, al komen ook hier warmere episodes steeds vaker voor. Desondanks kan bij de juiste drukverdeling zomaar een koudegolf onze kant opkomen.

Aangevoerde Noordpoollucht is niet meer zo koud als vroeger

Toch lijkt de kans dat dit voorkomt is afgenomen. Waarnemingen laten zien dat het aantal koudegolven sterk is afgenomen in Europa [6]. In tegenstelling tot wat soms wordt beweerd lijkt het aantal blokkades boven Europa af te nemen en zien we in de winter juist vaker een westcirculatie, oftewel meer westenwinden [7]. Recent onderzoek laat ook zien dat de kans op stormen is toegenomen door toename van zoet water in het Arctische gebied als gevolg van het smelten van het ijs en daardoor kouder oceaanwater [8].

Corona en de invloed op het winterweer

De eerste helft van 2020 heeft de wereldwijde CO2-uitstoot een flinke daling van 8,8% gemaakt [9]. Goed nieuws zou je denken, maar het is echter bij lange na niet genoeg de opwarming van de aarde tegen te gaan. Deze gaat onverminderd door, want er worden nog altijd te veel broeikasgassen uitgestoten.

Een afname van vliegverkeer zorgt voor minder observaties en daardoor minder betrouwbare weersverwachtingen. (Götzens in Tirol, oktober 2020)

Maar kunnen Corona en de bijkomende lock-downs invloed hebben op de winterverwachting? Ja, dat kan het wel degelijk. Allereerst was er tijdens de eerste lockdown een duidelijke afname waar te nemen van vliegverkeer. Vliegtuigen zijn een belangrijk bron van weerobservaties. Een afname van het vliegverkeer zorgt voor minder betrouwbare weersverwachtingen [10].

Een afname van het vliegverkeer zorgt voor minder betrouwbare weersverwachtingen

Bovendien zorgt de afname van vliegverkeer ook voor een afname van contrails (“vliegtuigstrepen”) [11]. Hierdoor bereikt meer zonnestraling het aardoppervlak en zou het kunnen zorgen voor hogere temperaturen en meer UV-straling dat de aarde bereikt. Ook na de aanslagen op 11 september in 2001 is veel onderzoek gedaan. Ondanks de toen opmerkelijk waargenomen temperatuur stijging, lijkt het effect echter beperkt. Ook als we kijken naar de mondiale temperaturen per jaar is te zien dat 2020 slechts enkele tienden graden afwijkt van de afgelopen jaren. Het verschil is

Fig. 5 De tien warmste waargenomen mondiale temperaturen. 2020 op weg een van de warmste jaren ooit te worden. Bron: NOAA

Een kijkje omhoog: de stratosfeer in

Net als vorige winterverwachtingen kijken we ook hier weer naar de bovenkamer van de atmosfeer. Specifieker kijken we naar de kans op plotselinge stratosferische opwarmingen (Sudden Stratospheric Warmings; SSW’s) voor komende winter; i.e. het snel opwarmen en verzwakken van de poolwervel in de stratosfeer in enkele dagen tijd. Voor meer uitleg over de poolwervel en SSW’s verwijzen we je graag naar de volgende artikelen hieronder

  • Een beknopte uitleg: hier
  • Beeldende beschrijving (met uitleg) van een SSW van 2018 uit een eerdere blog: hier
  • Uitleg over een SSW met wat meer natuurkundige/technische achtergrond: hier

Ook dit jaar is de poolwervel weer van de partij. De poolwervel is begin november iets sterker dan normaal. Dit zegt echter niets over de sterkte van de poolwervel en de kans op een SSW voor komende winter.

Fig. 6. Geopotentiale hoogte op 10 hectopascal (~30 km hoogte, in decameters) op 1 november 00 uur (lijnen) en temperatuur (Kelvin; kleuren), verwacht door het GFS-weermodel op 30 november 00 uur. Duidelijk te zien is dat de poolwervel behoorlijk krachtig is, en ‘mooi’ in de buurt van de Noordpool ligt.

Omdat we in deze blog natuurlijk vooral kijken naar kansen op winterweer, volgt hieronder een kort overzicht van wat we wel en niet kunnen zeggen over: 1) hoe goed een SSW te verwachten is; en 2) wat de gevolgen zijn van het weer aan de grond als een SSW plaatsvindt.

Fig 5. Wat kunnen we wel en niet zeggen over SSW’s https://journals.ametsoc.org/mwr/article/146/4/1063/103232

Deze winter

Hoe groot is de kans op een SSW deze winter? We kijken hiervoor naar twee ‘parameters’, welke beiden een invloed hebben op de kans op een SSW in de winter. De parameters die we hier gebruiken zijn El Niño/La Niña (zie eerder in deze winterverwachting) [12] en de “Quasi-Biennial Oscillation (QBO)”. Deze parameters zijn lang van te voren te voorspellen (in tegenstelling tot een SSW zelf). Daarom kunnen we deze parameters gebruiken om iets te zeggen over de kans op een SSW voor aanstaande winter. De link tussen de parameters en de kans op een SSW voor komende winter is als volgt:

  • Een El Niño of La Niña gaan samen met een iets grotere kans op een SSW. Wanneer er geen sprake is van een El Niño of La Niña, is de kans op een SSW kleiner.
  • Bij een ‘positieve QBO’ is de kans op een SSW kleiner dan bij een ‘negatieve QBO’.

Zoals we eerder hebben gezien, verwachten we voor komende winter een La Niña. Daarnaast wordt ook een ‘positieve Quasi-Biennial Oscillation’ verwacht. Met dit in het achterhoofd hebben we dus één factor (La Nina) die de kans op SSW’s groter maakt en één factor(QBO) die de kans op SSW’s kleiner maakt. Daarom is er geen aanwijzing dat de kans op een SSW voor deze winter sterk afwijkt van 2 op 3.

Hierbij is wel een kanttekening te plaatsen. De effecten van La Niña en de QBO op de kans op een SSW zijn strikt gesproken niet eenvoudig bij elkaar op te tellen. Dit effect wordt in deze verwachting buiten beschouwing gelaten.

Seizoensmodellen

Seizoensmodellen zijn altijd interessant om naar te kijken. Deze modellen nemen zo veel mogelijk informatie mee en zijn in staat om ook ingewikkeldere verbanden tussen verschillende ‘parameters’ mee te nemen. Een seizoensmodel wordt niet op zichzelf staand uitgegeven; in de meeste gevallen wordt het gemiddelde van meerdere berekeningen van hetzelfde model uitgegeven. Dit wordt ook een ensemblegemiddelde genoemd.

Voor het begrip van wat hierboven staat: de voor veel mensen bekende 15-daagse ‘pluim’ laat ongeveer 50 verschillende berekeningen van één weermodel zien (in het geval van de ‘pluim’ is dit het ECMWF-model). Als je het gemiddelde over deze berekeningen pakt, dan krijg je een ensemble-gemiddelde.

Welke gebruiken we hier?

Er zijn veel verschillende seizoensmodel-ensembles die allemaal hun eigen verwachting geven. In deze verwachting beperken we ons tot 2 ‘smaken’. Dat zijn de ensembles van:

  • Het ECMWF-seizoensmodel
  • Het gemiddelde van 7 seizoensmodellen (hier vervolgens gemiddelde-ensemble genoemd; voor de individuele modellen die hiervoor gebruikt worden zie [13])

Het ECMWF-seizoensmodel ensemble gebruiken we hier omdat de maker, het ECMWF zelf, het meest toonaangevende weersinstituut is van de wereld. Daarnaast gebruiken we het gemiddelde van 7 seizoensmodel-ensembles omdat gemiddelden doorgaans een beter resultaat opleveren dan individuele modellen of ensembles.

Verder kijken we in deze winterverwachting alleen naar de temperatuurverwachting voor het ‘begin’ van de winter en een stukje van het einde van de herfst; de periode november-januari. Deze keuze is gebaseerd op hoe goed de ECMWF-seizoensmodel ensemble verwachtingen zijn voor 2-meter temperatuur voor verschillende periodes [14]. Wat namelijk blijkt, is dat als je verder vooruit kijkt, de verwachtingen geen toegevoegde waarde meer hebben voor Europa. Anders gezegd: je kunt dan net zo goed een dobbelsteen gooien om een verwachting te maken.

Voor de verwachting gaan voor het gemak ervan uit het gemiddelde-ensemble het net zo goed doet als het ECMWF-model.

Tot slot kijken we, zoals eerder gezegd, alleen naar de 2 meter temperatuur. Het blijkt namelijk dat verwachtingen voor bijvoorbeeld neerslag voor Europa simpelweg niet bruikbaar zijn.

Te warm, maar minder extreem dan 2019-2020

Kijken we naar de seizoensmodel-ensembles, dan zien we dat zowel het ECMWF-seizoensensemble als het gemiddelde over de 7 ensembles komen met iets warmer weer dan normaal in november-januari. Het verschil is echter niet extreem groot, de afwijking is minder dan een graad voor een groot deel van Europa. Daarnaast zijn beide ensembles minder extreem dan voor dezelfde periode in 2019-2020.

Fig 7. Gemiddelde temperatuurafwijking ten opzichte van normaal (genomen over 1981-2016) voor de maanden november-januari. Dit is van (links) het ECMWF SEAS5 ensemble en (rechts) het gemiddelde van 7 seizoensmodel-ensembles. Bron: COPERNICUS

De slotsom is dat het er opnieuw op lijkt dat de winter warmer van start gaat dan normaal. Ten opzichte van dezelfde periode vorig jaar is het dus wel wat minder overtuigend.

Conclusie – Winterverwachting 2020-2021

De variatie in het weer is groot in de Alpen. Ook al warmt het klimaat op, de verschillen tussen de gebieden zijn groot en er zullen altijd periodes blijven met kou en sneeuw. Een trend van zachtere winters lijkt niet te ontkennen. Ook deze winter lijkt weer een zachte winter te worden, maar niet zo extreem we vorig jaar zagen.

Belangrijke conclusies winterverwachting:

  • Zacht, maar minder extreem dan vorig jaar
  • Door licht verhoogde zeewatertemperaturen zal de winter waarschijnlijk qua neerslag normaal of iets natter dan normaal gaan verlopen.
  • Het is aannemelijk dat de koude-extremen komende winter minder koud zullen uitvallen in vergelijking met een normaal jaar door de ijsarme Noordpool, warmere Noordzee, warmere Oostzee en warmere Barentszzee.
  • Voor komende winter is de kans op een SSW niet groter of kleiner dan normaal (2 op 3).

Koude periodes met veel sneeuw sluiten we niet uit. Maar we kunnen natuurlijk niet ontkennen dat we in de afgelopen jaren weinig echt koude winters meer hebben gehad. Wel is de grilligheid van het weer toegenomen en warme en koude periodes wisselen elkaar vaker af. Nog belangrijker dus goed op de hoogte te blijven van de meest actuele weerberichten.

We gaan met z’n allen dromen en hopen op dit soort prachtige plaatjes komende winter.

Auteurs winterverwachting 2020-2021:

Lars, Roy en Sander

Bronnen:

[1] La Nina
https://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/uitleg/la-nina#:~:text=Gevolgen%20voor%20Nederland,in%20plaats%20van%2033%20procent.

[2] MOSAiC expedition reaches the North Pole
https://www.awi.de/en/about-us/service/press/press-release/mosaic-expedition-reaches-the-north-pole.html

[3] Thebarentsobserver Expedition shares scary photos from the North Pole https://thebarentsobserver.com/en/2020/08/mosaic-climate-expedition-shares-scary-photos-north-pole#.X0ZqLYYgVAV.twitter

[4] Sea of Slush: Arctic sea ice lows mark a new polar climate regime
https://www.reuters.com/article/uk-climate-change-arctic-sea-ice-idAFKBN2652N2

[5] Alarm as Arctic sea ice not yet freezing at latest date on record
https://www.theguardian.com/world/2020/oct/22/alarm-as-arctic-sea-ice-not-yet-freezing-at-latest-date-on-record

[6] Van Oldenborgh, GJ. Mitchell-Larson, E. Vecchi, Gabriel A. De Vries, Hylke.  Vautard, R. Otto, F. (2019). Cold waves are getting milder in the northern midlatitudes. Environmental Research Letters https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ab4867

[7] KNMI.nl Trends in weerextremen in Nederland

[8] Oltmanns, M.,  Karstensen, J.,  Moore, G. W. K., &  Josey, S. A. (2020).  Rapid cooling and increased storminess triggered by freshwater in the North Atlantic. Geophysical Research Letters,  47, e2020GL087207. https://doi.org/10.1029/2020GL087207

[9] Liu, Z., Ciais, P., Deng, Z. et al. Near-real-time monitoring of global CO2 emissions reveals the effects of the COVID-19 pandemic. Nat Commun 11, 5172 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18922-7

[10] Why COVID-19 made weather forecasts less reliable (23-07-2020)
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02198-4

[11] Coronavirus: plane-free skies spur research into warming impact of aviation
https://www.climatechangenews.com/2020/04/09/coronavirus-plane-free-skies-spur-research-warming-impact-aviation/

[12] El Niño, La Niña, and stratospheric sudden warmings: A reevaluation in light of the observational record
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2011GL048084

[13] C3S (Copernicus Climate Change Service) seasonal charts https://climate.copernicus.eu/charts/c3s_seasonal/

[14] 2m temperature – Anomaly correlation – SEAS5
https://apps.ecmwf.int/webapps/opencharts/products/seasonal_system5_anomaly_correlation_2mtm?base_time=201710010000&valid_time=201712020000

©Copyright Alpenweerman.nl

Abonneer
Abonneren op
guest

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

6 Reacties
Inline Feedbacks
Bekijk alle reacties