Zodra er winterweer op de weerkaarten zit aan te komen, wordt het topdrukte op de diverse weerfora op internet. De servers van het zeer populaire Belgische Weerwoord lopen ’s avonds rond 19 uur en rond 22 uur bijna vast. Waarom op die tijdstippen? Rond 19 uur verschijnen de nieuwste weerkaarten van het ECMWF (het grote weermodel van de Europese lidstaten) en rond 22 uur komen de zogenaamde ‘pluimen’ beschikbaar.

Zeker als het wintert in de Benelux of als het lijkt dat de winter er zit aan te komen, dan is iedere winterliefhebber er als de kippen bij om die nieuwe modellen en pluimen te bekijken. Menigeen wil daarbij ook zijn gefundeerde of minder wetenschappelijke licht over deze materie laten schijnen, waar anderen – meer of minder kritisch – dan weer op reageren. Daarbij wordt niet geschroomd om een week, of zelfs twee weken vooruit te kijken. Maar heeft dat wel zin? Voor we daar dieper op ingaan, zullen we eerst voor de geïnteresseerde leek uitleggen wat een ‘pluim’ eigenlijk is.

De pluim.

Hiernaast (links) staat een achttal pluimen afgebeeld. Een pluim bestaat uit een aantal grafieken waarin tot vijftien dagen vooruit voor een aantal weerselementen het verloop in de tijd wordt weergegeven. In dit verhaal concentreren we ons op de grafiek linksonder, waarin het verloop van de temperatuur wordt weergegeven.

Deze pluim heeft betrekking op De Bilt. We zien een boel dunne, groene lijntjes, als ook een dikkere rode lijn, een dikke gestreepte blauwe lijn en een dikke gestippelde bruine lijn. De rode lijn is het temperatuurverloop volgens het hoofdmodel, de zogenaamde ‘operationele run’. Het zijn de weerkaarten van deze operationele run die dikwijls in de weerkamer worden opgehangen.

Zoals gezegd, het model rekent tot vijftien dagen vooruit, hoewel de rode lijn al bij dag ‘tien’ wordt afgekapt. Uiteraard moet men de uitkomst van het model met enige reserve bekijken, dit vormt immers een weergave van de atmosfeer, en niet de atmosfeer zelf. Stel dat uit de grafiek valt af te lezen dat het over anderhalve week, om 13 uur ’s middags in De Bilt precies één graad dooit, hoe groot is de kans dat dit dan daadwerkelijk zo uitkomt? U voelt wel aan dat het dan evenzogoed sterker kan dooien, of misschien vriest het dan wel! Het is bekend dat de atmosfeer zich chaotisch ontwikkelt, waardoor het steeds lastiger wordt een accurate weerverwachting te geven, naarmate we verder in de toekomst kijken. Die ‘voorspelhorizon’ kan in het geval van het ontstaan van buien al een paar uur in de toekomst liggen, maar voor wat betreft de temperatuurontwikkeling ligt die horizon gelukkig veel verder vooruit. Maar hoe ver? Om dat te onderzoeken, laat men het model ook in een zogenaamde lagere resolutie draaien, waarbij de atmosfeer in alle richtingen in grotere stukken wordt opgedeeld. Een rekenpunt van dit model, een zogenaamd ‘roosterpunt’ representeert dan bijvoorbeeld een gebied van ongeveer honderd bij honderd km. Dat is nodig, omdat de rekenkracht van de computers beperkt is en er over 12 uur alweer een volgend model moet worden gedraaid. Om te zien wat het effect is van dit groffere model, draait deze eerst met precies dezelfde uitgangssituatie als het meer fijnmazige hoofdmodel, hij wordt met dezelfde weerdata gevoed. Dat wordt de ‘controle run’ genoemd (de blauwe lijn). Als de blauwe en rode lijn uit elkaar gaan lopen, dan wordt dat dus uitsluitend door dit verschil in resolutie veroorzaakt en dat is een veeg teken. De berekening is dan wellicht niet zo stabiel.

Om dat nader te testen, wordt die controle run nog 50 maal gedraaid, waarbij er in de begintoestand expres afwijkingen worden aangebracht. Dat gebeurt natuurlijk met beleid, bijvoorbeeld in een gebied met weinig waarnemingen worden er dan een paar aan toegevoegd. Het resultaat zijn de vijftig groene lijntjes, de eigenlijke pluim.

Waarom dit een ‘pluim’ wordt genoemd, is nu duidelijk. In het begin blijven alle lijntjes dicht bij elkaar, maar na verloop van tijd gaan ze steeds verder uiteenwaaieren. Zo is op de pluim van vrijdag 19 november (linksboven) te zien dat op de laatste dagen de ‘warmste’ lijntjes bij de 10 tot 12 graden zitten, terwijl het volgens de ‘koudste’ lijntjes streng vriest! Ook is te zien dat de controle run eerst bij de koudste lijntjes zit, maar aan het eind van de periode warmer wordt, om uiteindelijk precies bij het gemiddelde van alle lijntjes uit te komen. Hij overlapt dan de bruine, gestippelde lijn die dit gemiddelde weergeeft.

Koude winterdagen zien aankomen.

Op ‘Weerwoord’ zijn er optimisten, realisten en pessimisten, voor wat betreft de komst of het aanhouden van winterweer. De pessimisten weten dat er veel moet gebeuren om in ons land winterweer te krijgen dat langer duurt dan een dag of een paar dagen (dat hebben de meeste winters uit deze nog prille eeuw meer dan eens laten zien). Hoeveel lijntjes er ook (ver) onder nul duiken, zij wijzen naar die paar lijntjes die hardnekkig boven het vriespunt blijven en dat die evenzogoed gerealiseerd kunnen worden. De winteroptimisten vegen die al snel onder het tapijt en wijzen naar al die lijntjes die lichte, of zelfs matige tot strenge vorst beloven! De realisten wijzen meer naar het gemiddelde van de hele pluim, of zeggen dat je gezien de grote spreiding eigenlijk niets kunt zeggen over de weersontwikkeling op langere termijn, dat ook wel het ‘glazen bollen bereik’ wordt genoemd.

Dat doet de vraag opwerpen of we inderdaad wel iets over het temperatuurverloop van pakweg één of twéé weken vooruit kunnen zeggen. We hebben daarom een klein onderzoekje gedaan. Zijn zeer koude winterdagen al ver van tevoren al uit de pluim te halen, of vallen ze weg in de ‘ruis’? In deze nog jonge winter en de in vorige, heeft De Bilt eigenlijk maar vier écht steenkoude dagen gehad, waarbij de gemiddelde etmaaltemperatuur méér dan tien graden onder het langjarige gemiddelde lag. Dat was donderdag 2 december het geval toen de gemiddelde temperatuur in De Bilt -6,9 graden bedroeg. Nóg kouder was het op 26 januari van dit jaar met -7,5 graden gemiddeld en op 19 december 2009 met een gemiddelde van -7,9 graden. Ook gisteren (20 december) was een berenkoude dag met een gemiddelde van -7,7 graden. We gaan deze dagen nu eens door de bril van de pluimen bekijken.

Donderdag 2 december 2010.

Deze dag vormde het eerste koudepoeltje van deze winter. In De Bilt kwam het kwik niet boven de -6,1 graden en er konden bijna zeven Hellmannpunten worden bijgeschreven. In de pluim van twee weken daarvoor van vrijdag 19 november, maar gebaseerd op de uitgangstoestand van een etmaal daarvoor (zie de bovenste afbeelding links), zien we donderdag 2 december als voorlaatste dag in de grafieken staan.

Concentreren we ons op de temperatuur (de onderste grafiek links, zie de blauwe pijl), dan zien we dat de dagen daarvoor de controle run echt zin in de winter had. Heel wat dagen zat hij dik onder nul, maar juist rond begin december gaat deze oplopen. We zien een hele bundel ‘koude’ members, die onder nul zitten. Eén eigenwijs lijntje laat de temperatuur zelfs rond de -10 graden schommelen! Toch zit het gemiddelde van de hele pluim op deze dag op of iets boven nul en dat komt omdat er ook een grote groep ‘zachte’ members is te zien, waarvan er een aantal zelfs tussen +8 en +12 graden zitten. Kortom, de spreiding is erg groot, het kan letterlijk vriezen of dooien. In de modeloutput van donderdag 18 november was er dus in niets te zien dat het 14 dagen later zo koud zou zijn. Het zou evenzogoed een paar dagen eerder of later kunnen gebeuren volgens deze pluim, of zelfs helemáál niet.

Hoe werd dat beeld toen we een week later waren? De tweede afbeelding toont de pluim van vrijdag 26 november, waarbij donderdag 2 december nog een week in de toekomst ligt en inmiddels naar het midden van de grafiek is opgeschoven (zie blauwe pijl). Ook de berekening van de hoofdrun is er dan bijgekomen. Ten opzicht van een week daarvoor is het gemiddelde van de pluim ruim onder nul gekomen en bivakkeert rond de -4 graden. Zowel de operationele run als de controle run zijn kouder en zitten tussen -5 en -8 graden. De meest koudste lijntjes gaan naar strenge vorst en slechts een handvol members laten het kwik in de middag tot een paar graden boven nul oplopen. Als we ons niet blindstaren op de controle run die helemaal ‘los’ gaat en daarna een aantal diepvriesdagen in de aanbieding gooit, moeten we concluderen dat in deze pluim al een week vooruit een duidelijk aanwijzing werd gegeven dat donderdag 2 december erg koud zou kunnen gaan verlopen. Hoe ging dat gisteren?

Maandag 20 december 2010.

De huidige winter pakt lekker door. We beleven de koudste winterouverture sinds december 1933 (!) en gisteren was tot dusver de koudste dag in De Bilt met -7,7 graden gemiddeld, wat 11,5 graden onder de norm is. Hiernaast staat de pluim van dinsdag 7 december, die gevoed is met data van de dag daarvoor. Opnieuw zien we, zo’n twee weken vooruit een enorme spreiding in de pluim. De controle run is zeer koud, bijna de koudste member, maar daarbij wel de enige die de waarheid aangeeft. Toch kan men op basis van deze pluim niet concluderen dat maandag 20 december zeer koud zou worden. Het ensemble gemiddelde ligt ’s nachts rond -3 graden en overdag iets boven nul. De warmste members laten het kwik tot boven de 5 graden oplopen…

Een week later, op dinsdag 14 december is de pluim voor maandag 20 december (zie pijl) duidelijk kouder geworden. De écht zachte members zijn verdwenen, de ‘warmste’ komen amper tot +3 graden, en een grote meerderheid zit onder nul en dat geldt dan ook voor het gemiddelde van de hele pluim. Nu zit de controle run precies op dat gemiddelde, maar zit de operationele run voor wat betreft de minimumtemperatuur ongeveer goed. Opvallend is verder dat dit volgens deze run wel meteen de kóudste nacht is uit de hele periode. Alleen de stijging in de avond, uitmondend in een lichte dooi, is niet uit de verf gekomen. Toch kunnen we dit een vrij goed schot van de pluim noemen.

Dinsdag 26 januari 2010.

Dit was één van de koudste dagen van de afgelopen winter. In De Bilt kwam het nét tot strenge vorst (-10,1 graden) en overdag stokte het kwik bij -3,7 graden. De etmaalgemiddelde temperatuur lag met -7,5 graden 10,2 graden onder de norm.

Uit de pluim van 14 dagen daarvoor, die van woensdag 13 januari, is dat echter niet te halen. We zien weliswaar een paar zeer koude members die zelfs zeer strenge vorst in het vooruitzicht stellen, maar de spreiding is enorm. Het gemiddeld zit rond het vriespunt en de controle run laat het kwik zelfs naar +7 graden oplopen. “Het kan vriezen of dooien,” is wat men het best van deze pluim voor wat betreft dinsdag 26 januari kan zeggen.

Wat dat betreft is het beeld een week later een stuk duidelijker geworden, als we de pluim van woensdag 20 januari bezien. De spreiding is eigenlijk nog bijna net zo groot (zie pijl) maar het aantal zachte members vormt een duidelijke minderheid en het gros is zeer vorstig geworden. De controle- en de operationele run zijn eensgezind zeer koud en op basis van deze pluim is het niet al te lastig om dinsdag 26 januari als mogelijke ‘koudste dag’ aan te wijzen.

Zaterdag 19 december 2009.

De vorige winter leverde op zaterdag 19 december de allerkoudste dag af die De Bilt die winter zou krijgen. Met een maximum van -4,7 graden, een minimum van -11,5 graden en een gemiddelde van -7,9 graden, week deze dag maar weinig af van die van gisteren. Hij was in ieder geval 11,9 graden kouder dan de norm.

Het beeld in de pluim lijkt sprekend op dat wat we ook 14 dagen van tevoren in de pluim voor gisteren (20 december) hebben gezien. Een enorme spreiding tussen +8 en -10 graden, waarbij het gemiddelde zelfs iets boven nul ligt. Ook in dit geval is het alleen de controle run die er goed opzit, maar het is wel de koudste member. Maar op basis van deze pluim kan men eigenlijk dus niets zeggen over het verwachte temperatuurbeeld op zaterdag 19 december.

Een week later laat de pluim van zondag 13 december 2009 nog steeds een grote spreiding zien, maar het gemiddelde is wel een stuk kouder geworden. Eén member laat het in De Bilt bijna negentien graden vriezen, maar het gros zit tussen 0 en -7 graden. Zowel de controle- als de operationele run zitten er echter goed op en zijn kouder dan de dagen daarvoor en daarna. Opnieuw lijkt deze aankomende koude dag een week van tevoren wel zichtbaar te worden.

Conclusie?

Deze zeer kleine steekproef toont aan dat  het twee weken vooruit het eigenlijk niet is te zeggen of een winterdag ‘zeer koud’ gaat verlopen of niet. We moeten daarbij bedenken dat we hier spreken over dagen die meer dan tien graden onder de norm zitten en dat de modellen toch de neiging hebben om op de lange termijn meer richting de klimatologie toe te werken. Het is opvallend dat de controle run wel een paar keer het goede spoor te pakken had, maar hij zat er ook één keer behoorlijk en een andere keer er zelfs helemáál naast.

Kijkend naar één week vooruit, wordt het beeld er veel gunstiger op. In alle vier de hier besproken praktijkvoorbeelden zat het ECMWF model er twee maal redelijk goed en twee keer zelfs heel goed op. Daar waar de verwachting voor twee weken vooruit dus al in de ruis van de atmosferische chaos dreigt te verdwijnen, lijken we een zeer koude winterdag één week vooruit al aardig kunnen zien aankomen.

Sinds vandaag is Meteo Consult ook actief op Twitter. Twitteraars kunnen @MeteoConsult volgen en op de hoogte blijven van het laatste weernieuws.

Bronnen: Meteo Consult, KNMI, eigen archief, weerwoord.be. Met speciale dank aan Sjoerd Rosdorff. Foto voorpagina:  Johan Westra.