Kon tuut i n k l i j k N e d erlands Meteorologisch Insti
Droogte
RISICOSIGNALERING
INLEIDING
Droogte
Droogte heeft invloed op de groei van planten en gewassen, op de grondwaterstanden en daarmee indirect op bijvoorbeeld energiebedrijven en industrieën die gebruik maken van koelwater. Droogte is echter moeilijk eenduidig te definiëren en is niet direct te meten. Bij droogte zijn specifieke meteorologische omstandigheden, in het bijzonder verdamping en het uitblijven van neerslag, de belangrijkste factoren. Bij zonnig en droog weer met wind en hoge temperaturen kan er veel vocht verdampen, waardoor watertekorten kunnen ontstaan. Planten, gewassen en bomen zijn in belangrijke mate verantwoordelijk voor de verdamping. Als er gedurende het groeiseizoen volgens berekeningen meer vocht verdampt dan er in de vorm van neerslag valt, en er uiteindelijk onvoldoende vocht beschikbaar is voor een goede groei, spreken we van een (potentieel) neerslagtekort. Dit tekort wordt gebruikt als een maat voor de droogte. Droogteperiodes laten zich moeilijk onderling vergelijken, omdat het verloop van de neerslag en verdamping van jaar tot jaar verschilt. Een ‘neerslagtekort’ heeft tijd nodig om zich op te bouwen en gedurende het zomerhalfjaar is een landelijk gemiddeld (gemeten over dertien stations) neerslagtekort van 100 mm een vrij normaal verschijnsel. Het KNMI vermeldt op internet het doorlopend potentieel neerslagtekort*, gedurende het groeiseizoen van 1 april tot 1 oktober. Dit wordt berekend uit het verschil tussen de hoeveelheid neerslag en potentiële verdamping. Uit vergelijkingen tussen verschillende plaatsen en met vroegere situaties kan globaal vastgesteld worden waar en wanneer in ons land sprake is van droogte en hoe ernstig die is.
* Doorlopend Potentieel Neerslagtekort: Het doorlopend potentieel neerslagtekort is het verschil dat in het zomerhalfjaar optreedt tussen de verdamping boven kort gras, dat optimaal is voorzien van bodemvocht, en de neerslag, geaccumuleerd vanaf 1 april in dat jaar tot 1 oktober. Om verdroging van het gewas te vermijden, moet een tekort worden aangevuld door bijvoorbeeld beregening; bij de berekening van de verdamping wordt er van uitgegaan dat het gras steeds weer optimaal van water is voorzien. De maximale waarde van het tekort is een maat voor de droogtestress die het milieu heeft ondergaan. Doorlopend potentieel neerslagtekort wordt veelal afgekort tot neerslagtekort. Een negatief neerslagtekort is een neerslagoverschot.
Klimatologie
Droogte
Omdat er in de winter normaal voldoende aanvoer van
Maximale neerslagtekort en herhalingstijd
regen- en rivier water is en de verdamping klein is, treedt er
Figuur 1 geeft vanaf 1906 tot en met 2007 het landelijk
in de winter meestal geen droogte op. In het voorjaar, met
gemiddelde maximale neerslagtekort gedurende het
de stijging van de temperatuur en de groei van de vegetatie,
zomerhalfjaar. In rood is apart het tekort van maart en april
speelt de verdamping een steeds grotere rol. In combinatie
weergegeven. In 1976 werd eind augustus het neerslagtekort
met het uitblijven van neerslag kan vroeg in het voorjaar
record gevestigd (360 mm) en 2003 staat met ongeveer 220
sprake zijn van droogte (zoals in april 2007). Deze relatieve
mm op een zevende plaats. Uit de figuur blijkt dat er sinds
droogte (droog voor de tijd van het jaar) is van invloed op de
1976 geen zeer grote neerslagtekorten zijn voorgekomen,
periode daarna (cumulatief ) en het eventueel ontstaan van een
en ook is er geen trend in het maximale neerslagtekort
droogte tekort in de daaropvolgende zomer.
waarneembaar.
Uit studies blijkt dat we pas van serieuze droogte kunnen spreken bij een neerslagtekort van groter dan circa dan
Op basis van een frequentieanalyse is bepaald dat het
200 mm, ongeveer 2x de gemiddelde maximale waarde. De
maximale neerslagtekort in 1976 van 360 mm gemiddeld
opbouw van een zeer grote neerslagtekort (groter dan 300
ongeveer eens per 90 jaar voorkomt, terwijl een maximaal
mm) vergt zoveel tijd dat het pas tussen half augustus en half
neerslagtekort van 220 mm, zoals in 2003, gemiddeld
september kan optreden.
ongeveer eens per 10 jaar voorkomt.
Max. neerslag tekort in mm 400
300
200
100
0 1905
1910
1915
1920
1925
1930
1935
1940
Figuur 1. Landelijk gemiddelde maximale neerslagtekort
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
Regionale verschillen in zomerdroogte
Potentieel neerslagtekort (gemiddeld jaarmaximum) Periode 1988 - 2007
Doordat er in Nederland regionale verschillen zijn in neerslag en verdamping, zijn er ook regionale verschillen in het neerslagtekort. In de zomer is het in de kustregio’s vaak iets minder bewolkt dan in meer landinwaarts gelegen regio’s. Het gevolg is dat er aan de kust vaak wat minder neerslag valt en dat de zonneschijnduur, en dus de zonnestraling en de verdamping, er iets groter is. Deze effecten leiden tot een groter neerslagtekort. (Figuur 2 ) Als we het recordjaar 1976 en de droogte van 2003 per regio in beschouwing nemen, blijkt uit tabel 1 dat in die jaren ook
mm 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130
het maximale neerslagtekort in de kustregio’s groter was dan in de andere regio’s. De droogte van 1976 in Zeeland valt niet alleen op vanwege het grote (maximale) neerslagtekort, maar ook vanwege de lange herhalingstijd. In Midden-oost Nederland was het maximale neerslagtekort kleiner en de herhalingstijd ook veel korter. Uit de herhalingstijden voor 2003 blijkt vooral de relatieve droogte in Noordwest- en
Op basis van 291 neerslagstations en 14-33 AWS’en
Midden-west Nederland.
Figuur 2. Regionale verdeling gemiddelde maximale neerslagtekort
Kunstregio’s Jaar
Noordwest NL
Middenwest NL
Zeeland
Noordoost NL
Middenoost NL
Maasgebied
NL
1976 herhalingstijd
410 85
390 90
445 190
335 60
310 45
380 95
360 90
2003 herhalingstijd
290 4
260 7
265 8
180 10
185 13
190 16
220 10
Tabel 1: Maximaal neerslagtekort (mm) in het zomerhalfjaar voor zes verschillende regio’s en Nederland als geheel en de bijbehorende herhalingstijden (jaar).
GEVOLGEN EN MAATREGELEN
Droogte
Droogte, ofwel neerslagtekort, treedt niet van de ene op de
de drinkwatervoorziening beïnvloed worden. Zoute kwel
andere dag op. In Nederland valt normaal gesproken het
(zout dat binnenkomt via omhoogkomend grondwater) kan
hele jaar door neerslag. Daarnaast is er water beschikbaar
in lager gelegen delen van Nederland een extra probleem
uit de vele meren, de aanvoer van de rivieren en worden
vormen. Bij extreme droogte wordt ook het inklinken van
de grondwaterstanden beheerd. Droogte leidt in Nederland
veen en het breken van veendijken als een dreiging gezien.
daarom niet vaak tot ernstige problemen. De problemen die zich kunnen voordoen, treffen onder andere de landbouw,
Als er sprake is van droogte kunnen beperkende
omdat de groei van gewassen achterblijft. De kans op
maatregelen worden ingesteld, zoals een verbod op
bosbranden neemt ten tijde van droogte toe.
beregening, aangepaste scheepvaart en in uitzonderlijke
Energievoorzieningen en industrie die gebruik maken van
gevallen beperking van de energieproductie. Extra
koelwater en de scheepvaart kunnen capaciteitsproblemen
surveillance worden in gezet voor het monitoren van het
krijgen vanwege de lage rivierwaterstanden. Bovendien kan
uitbreken van bosbrand.
Recente voorbeelden
Droogte
April 2007 In de maanden maart, april en mei van 2007 viel bij elkaar
de laatste honderd jaar. In combinatie met het vaak zonnige
een normale hoeveelheid neerslag van gemiddeld over
en zeer warme weer ontstond zo een neerslagtekort dat nog
het land 173 mm neerslag, tegen normaal 166 mm. Toch
niet eerder in het voorjaar was voorgekomen.
ontstond er in april 2007 een extreem groot neerslagtekort.
De scheepvaart werd beperkt en in de landbouw kwam
In het tijdvak van 22 maart tot en met 6 mei 2007 viel er in
zaaigoed slecht tot ontwikkeling. Rijkswaterstaat nam
vrijwel het hele land niet of nauwelijks neerslag. De lengte
maatregelen om het waterpeil in de grote rivieren en meren
van het droge tijdvak, 45 dagen, was uniek voor tenminste
te verhogen om zo een extra zoetwater buffer te creëren.
mm
mm 300
5% droogste jaren mediaan recordjaar 1976 jaar 2007
300
200
200
100
100
5% droogste jaren mediaan recordjaar 1976 jaar 2003
0
0 April
Mei
Juni
Juli
Augustus
September
Figuur 3. Doorlopend neerslagtekort in Nederland in 2007, met neerslagtekort in april.
April
Mei
Juni
Juli
Augustus
September
Figuur 4. Doorlopend neerslagtekort in Nederland in 2003.
In de figuren toont de zwarte lijn het verloop in de tijd van het neerslagtekort (mm), gemiddeld over 13 stations verspreid over Nederland. Een neerslagtekort is een negatief neerslagoverschot. De groene lijn met toevoeging “5% van de jaren” geeft het verloop van het neerslagtekort aan dat in 5 % van de jaren (gemiddeld eens in de 20 jaar) wordt overschreden. De blauwe lijn met toevoeging “mediaan” toont het verloop dat in 50% van de jaren wordt overschreden. De rode lijn laat het neerslagtekort zien dat in de extreem droge zomer van 1976 optrad. In deze grafiek wordt de berekening stopgezet indien het doorlopend tekort op nul uitkomt en weer hervat zodra er een tekort optreedt. De berekening loopt in principe vanaf 1 april, mits er sprake is van een tekort, en stopt definitief per 1 oktober. De actuele grafieklijn zal een dalende tendens laten zien indien er gedurende een tijdvak de hoeveelheid neerslag de berekende verdamping overtreft. De hoeveelheden zijn afgerond in hele millimeters. De neerslagaftappingen vinden 1 maal daags plaats om 10.00 uur.
Zomer 2003 In het droge jaar 2003 liep het gemiddelde neerslagtekort in ons land op tot ongeveer 220 mm. De zomer van 2003 was ook uitzonderlijk warm, met een 14 dagen durende hittegolf en in Limburg maxima van meer dan 37 graden. Gemiddeld over het land viel 119 mm, tegen ruim 200 mm normaal en in combinatie met veel zon (736 uur, normaal 591) was de verdamping groot en ontstond het grote neerslagtekort. (Figuur 4) Om het water in de Rijnlandse boezem op peil te houden en het zoutgehalte niet verder op te laten lopen werd vanuit het IJmeer via Amsterdam zoetwater ingelaten. In augustus 2003 brak in Wilnis, door uitdroging van een veendijk, een boezemkade door. Het dichten van de gaten
Dijkverschuiving in Wilnis
Bron: Deltares
kostte 1,2 miljoen euro.
WAARSCHUWING EN WEERALARM
Droogte
Het KNMI geeft voor droogte geen waarschuwingen of een weeralarm uit, maar de Waterdienst, voorheen RIZA, stelt vanaf april een droogtebericht op. Het KNMI levert daarvoor een gedetailleerde verwachting, die als input dient voor modellen die de te verwachten afvoer van de rivieren berekenen. Aan de doorlopend neerslagtekort grafiek die het KNMI op de website weergeeft, wordt bovendien een 10-daagse verwachting gekoppeld, met daarin de spreiding in de te verwachten neerslag. De Waterdienst, de adviesdienst van Rijkswater-staat op het gebied van zoetwater, berekent dagelijks de beschikbare afvoer van de Rijn en de Maas. Dit is onder meer van belang voor het bepalen van de diepten voor de scheepvaart. Voorspellingen worden voor enkele dagen vooruit gegeven. Met deze informatie kan de scheepvaart anticiperen op de lage waterstanden, bijvoorbeeld door schepen minder zwaar te beladen.
KLIMAATVERANDERING
Droogte
Hoewel het grillige karakter van veranderingen in
zoals in de zomer van 2003, die nu gemiddeld ongeveer
neerslagpatronen de toekomstige ontwikkeling in ons land
eens in de 10 jaar voorkomt, in het meest extreme KNMI’06
enigszins onzeker maakt, laten de KNMI-‘06 klimaatscenario’s
scenario (W+) rond 2050 om het andere jaar zal voorkomen,
voor de maanden april tot en met september, de periode
zie figuur 5, rode doorgetrokken lijn. In de scenario’s G en W
waarover het neerslagtekort wordt berekend en waarin
verandert er rond 2050 niet veel in de herhalingstijd van een
het veelal optreedt, rond 2050 veranderingen zien in de
droogte zoals in 2003.
neerslaghoeveelheden van -13% en +6%. De wereldgemiddelde temperatuur blijft naar verwachting
350
hogere temperaturen kan er weer meer verdampen. Warme en droge perioden gaan ook vaak samen met oostenwinden, waarmee droge, continentale lucht wordtaangevoerd. Als er nog bodemvocht aanwezig is, wordt de beschikbare stralingsenergie niet alleen gebruikt om de lucht op te warmen, maar ook om te verdampen en daardoor kan het neerslagtekort toenemen.
Neerslagtekort [mm]
tot het einde van deze eeuw met 1,1 tot 6,4 °C stijgen, en bij
300 250 200
100
0 Jan
zien rond 2050 variërend van 0,9°C tot 2,8°C in de zomer ten de hogere temperaturen toe en volgens de scenario’s kan de neerslag toenemen of afnemen in het zomerhalfjaar. De meest recente berekeningen geven aan dat een droogte
W
50
De KNMI-‘06 scenario’s laten voor Nederland een opwarming opzichte van het basisjaar 1990. De verdamping neemt door
W+
150
Mrt
Mei
Jul Sep
Nov
Figuur 5. Cumulatief neerslagtekort (= verschil tussen neerslag en verdamping) in Nederland (gemiddelde van 13 stations) voor het historische klimaat (1906-2000; zwarte lijnen), en twee klimaatscenario’s voor 2050 (W en W+). Het cumulatief neerslagtekort ligt in 50% van de jaren onder de doorgetrokken lijn en in 90% van de jaren onder de onderbroken lijn.
VERDER LEZEN:
Neerslagtekort en 10-daagse verwachting (vanaf 1 april tot en met eind september): www.knmi.nl/klimatologie/geografische_overzichten/neerslagoverschot_tijdgrafiek.html Doorlopend neerslagtekort, geografisch overzicht (vanaf 1 april tot en met eind september): www.knmi.nl/klimatologie/geografische_overzichten/neerslagoverschot.html Waterdienst droogte bericht (vanaf 1 april, indien van toepassing): intranet.rijkswaterstaat.nl/wd/actueel/nieuwsberichten/200803/001_droogtebericht.jsp KNMI dossier droogte: www.knmi.nl/VinkCMS/dossier_detail.jsp?id=91 Klimaatscenario’s: www.knmi.nl/klimaatscenarios/ Toestand van het klimaat 2008: www.knmi.nl/kenniscentrum/de_toestand_van_het_klimaat_in_Nederland_2008/ 2003: Droogte in Nederland en record lage waterstanden: www.knmi.nl/VinkCMS/news_detail.jsp?id=22312
