CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN
5.3 INTERESSANTE TOEPASSINGSMOGELIJKHEDEN
Hieronder staan enkele toepassingen waarin de meteorologische en hydrologische gegevens worden gecombineerd met als doel de operationele praktijk en het strategisch onderzoek optimaal te ondersteunen:
1. In het waterbeheerder wordt veel met GIS systemen gewerkt. Dit zijn voor hen vertrouwde omgevingen om met gegevens om te gaan. Derhalve zou het beschikbaar krijgen van de me-teorologische gegevens in GIS formaat een waardevolle uitbreiding zijn.
2. Een logische vervolgstap op de database en de beschikbare tools is om de verschillende ty-pen data te combineren om applicaties voor de waterbeheerder op maat te maken. Hierbij kan worden gedacht aan:
a. Een evaluatie en rapportage tool: een tool die een specifieke (extreme) gebeurtenis eva-lueert aan de hand van de gegevens uit de database. Hiermee kan het beheer tijdens ex-treme gebeurtenissen worden geëvalueerd en eventueel worden aangepast.
b. Een alarmerings- en signalerings tool: een tool die de neerslagverwachting combineert met de huidige toestand van het watersysteem om te komen tot een af te geven signaal (0 = stabiele situatie t/m 5 = alarm situatie) en de eventueel gewenste acties. Hiermee kan tijdig inzicht worden verkregen in mogelijk kritieke situaties.
M U LT I MO D E L
N E E R S L AG V E R WAC H T I N G
I N HO U D
1 I N L E I D I N G 3 3 1 . 1 A a n l e id i ng 3 3 1 . 2 P ro b l e e mo ms c h r i j v i ng 3 3 1 . 3 D o e l e n a f b a ke n i ng 3 5 2 A A N PA K 3 7 2 . 1 P ra k t i s c he o p l o s s i ng 3 7 2 . 2 Mu l t i mo de l ne e r s l a g v e r w a c ht i ng ( M N V ) 3 7 3 N E E R S L AG MO D E L L E N 3 9 3 . 1 I n l e id i ng 3 9 3 . 2 H I R L A M 3 9 D E E L R A P P O R T3 . 3 L o ka l - Mo de l l D W D 4 1 3 . 4 Me s o s c a l e Mo de l U K Me t . O f f ic e 4 2 4 G E G E V E N S V E R W E R K I N G 4 3 4 . 1 I n l e id i ng 4 3 4 . 2 R u w e ge ge v e ns 4 3 4 . 3 D a t a b a s e 4 3 4 . 4 B a s i s g r id 4 4 4 . 5 B e re ke n i ng M N V 4 5 5 M U LT I MO D E L N E E R S L AG V E R WAC H T I N G ( M N V ) 4 7 5 . 1 I n l e id i ng 4 7 5 . 2 Ne e r s l a g e n s t a t i s t ie k 4 7 5 . 3 A a n p a k M N V 5 0 5 . 4 Me t ho de 1 : G e m idde l de 5 1 5 . 5 Me t ho de 2 : H i s t o r i s c h ge m idde l de 5 2 5 . 6 Me t ho de 3 : O mge v i ng s ge m idde l de 5 3 5 . 7 Me t ho de 4 : H i s t o r i s c h o mge v i ng s ge m idde l de 5 5 6 R E S U LTAT E N 5 7 6 . 1 I n l e id i ng 5 7 6 . 2 P ra k t i j k v o o r b e e l d 5 8 6 . 3 T i j dre e k s e n 5 9 6 . 4 Ka a r t e n 6 0 6 . 5 Va r ia nt e n M N V 6 4 7 C O N C L US I E S 6 7 8 A A N B E V E L I N G E N 6 9 9 R E F E R E N T I E S 7 1 B I J L AG E E P S 7 3
1
INLEIDING
1.1 AANLEIDING
Het deelproject waarvan in dit verslag de resultaten zijn beschreven, is een onderdeel van het STOWA-project “Neerslaginformatie voor waterbeheer”. Doel van dit hoofdproject is het ontwikkelen en beproeven van een methodiek om neerslaggegevens uit verschillende bronnen te verwerken tot vlakdekkende digitale neerslaginformatie voor toepassing bij het operationele waterbeheer. Op grond van deze neerslaginformatie kunnen waterbeheerders hun operationele waterbeheer voortdurend afstemmen op historische, actuele en toekom-stige situaties in het watersysteem.
Omdat de neerslagverwachting een belangrijke rol speelt bij het operationele waterbeheer, is binnen dit hoofdproject voorzien in een deelproject om een methode te ontwikkelen waarmee het mogelijk is op operationele basis een neerslagverwachting samen te stellen die ook inzicht geeft in de actuele nauwkeurigheid van de neerslagverwachting.
Dit rapport geeft verslag van de aanpak die daarbij gehanteerd is en de ervaringen die daarmee zijn opgedaan. Verder wordt de ontwikkelde methodiek toegelicht.
1.2 PROBLEEMOMSCHRIJVING
In nagenoeg alle operationele meteorologische diensten worden neerslagverwachtingen gemaakt. De basis voor deze verwachtingen wordt gevormd door output van atmosferische modellen. In veel gevallen is deze output beschikbaar in de vorm van kaarten. Op deze kaarten staat voor een bepaald gebied per tijdvak aangegeven hoeveel neerslag er verwacht wordt (zie figuur 1).
FIGUUR 1 VOORBEELD VAN EEN KAART MET EEN NEERSLAGVERWACHTING VAN HET GFS-MODEL. IN DE KAART STAAT DE VERWACHTE HOEVEELHEID NEERSLAG (MM) AANGEVEN VAN 12:00-18:00 UT (GMT).
In de traditionele meteorologische praktijk is het gebruikelijk dat een meteoroloog zijn of haar neerslagverwachting baseert op de output van één model. Dit is een kwalitatief proces: de meteoroloog bestudeert de weerkaarten, houdt rekening met vorige “model-runs”, houdt rekening met de klimatologie, etc. en stelt vervolgens de neerslagverwachting op.
De laatste jaren komt er steeds meer output beschikbaar van verschillende atmosferische modellen. Vaak komen er verschillen voor tussen deze modellen. Tegenwoordig worden de-ze verschillen door de meteoroloog meegewogen bij het opstellen van de neerslag- verwachting. In de regel worden er in dit proces 2 tot 4 verschillende neerslagmodellen gebruikt, waarbij meestal één model als “hoofdmodel” wordt gehanteerd en de andere mo-dellen gebruikt worden om dit hoofdmodel te toetsen en eventuele afwijkingen van het hoofd-model te onderbouwen.
Het bovenstaande proces heeft twee aspecten die voor het operationele waterbeheer van belang zijn:
In het bovenstaande proces krijgt de meteoroloog een idee van de onzekerheid in de neerslagverwachting. Soms zijn de onderlinge verschillen in de neerslagmodellen klein. De neerslagverwachting is dan “vrij zeker”. Het komt ook regelmatig voor dat de verschillen tussen de neerslagmodellen groot zijn. Die verschillen kunnen betrekking hebben op de neerslaghoeveelheid, op de timing van de neerslaggebeurtenis(sen), op de duur en op de geografische situering van de neerslaggebeurtenis(sen). In dat soort gevallen is de neer-slagverwachting “onzeker”. In de praktijk wordt echter nauwelijks iets met deze informatie gedaan. Als dat wel het geval is, gebeurt dat vaak in de vorm van een neerslag-range (bijvoorbeeld 2-10 mm).
Het boven beschreven proces is een kwalitatief proces. Het is nagenoeg onmogelijk om op deze wijze een vlakdekkende neerslagverwachting te produceren voor toepassing in geauto-matiseerde systemen. Bij het operationele waterbeheer wil men niet weten wat de totale verwachte neerslaghoeveelheid voor een groot gebied is, maar is men juist geïnteresseerd in de verschillen binnen het beheersgebied.
Bij het operationele waterbeheer is een neerslagverwachting cruciaal om te kunnen bepalen wat de toekomstige belasting is van het watersysteem. Bij een “handbediend” peilbeheer-systeem kunnen de peilbeheerders zelf rekening houden met eventuele onzekerheden en inconsistenties in de neerslagverwachting. Het gaat hierbij om een kwalitatieve afweging. In de situatie waarbij de neerslagverwachting deel uit maakt van een geautomatiseerd beslissing ondersteunend systeem (BOS) kan zo’n kwalitatieve afweging niet gemaakt wor-den. Bij gebruik van een BOS moet er daarom een kwantitatieve “afweging” gemaakt worden. Om dat te kunnen doen moet daarom een “geautomatiseerde” oplossing gevonden worden om een vlakdekkende neerslagverwachting te produceren en ook om de onzeker-heid in de neerslagverwachting vast te stellen.
De ontwikkeling van zo’n geautomatiseerde methodiek is het onderwerp van dit deel-project.
Naast de ontwikkeling van de hierboven beschreven methodiek moet deze ook worden inge-past in een operationele omgeving. Om dat te doen moet een groot aantal praktische
rekenen is verschillend. Vanuit het waterbeheer is het verder een belangrijke eis om data op te slaan om achteraf analyses te kunnen maken. Dat betekent dat alle verwachtingen moe-ten worden opgeslagen. Verder moemoe-ten de data snel toegankelijk zijn en tevens moemoe-ten er voorzieningen worden getroffen voor situaties waarbij er haperingen zijn in de datastroom. Het implementeren van de ontwikkelde methodiek in een operationele omgeving binnen het geautomatiseerd waterbeheer is eveneens onderwerp van dit deelproject.