Big data in klimaatonderzoek: hoe veranderen de kansen op extreem weer

Nederland warmt op. We hebben vaker te maken met hitte en zware buien. Blijkbaar neemt de kans op dergelijk extreem weer toe in een warmer klimaat. Hoe dat precies zit, onderzoeken we op het KNMI met klimaatmodellen. De manier waarop we dat doen lijkt veel op het heel vaak gooien van een dobbelsteen.

Weer is beperkt voorspelbaar 

Stop het weer van dit moment in een klimaatmodel, dan rekent het model uit hoe het weer zich de komende dagen ontwikkelt op basis van de natuurwetten. Dat gaat vrij goed. De weersverwachtingen zijn in de loop van de tijd steeds nauwkeuriger geworden. Maar zelfs al zou het model perfect zijn en zouden we het weer van nu nauwkeurig kennen, dan nog is het weer beperkt voorspelbaar. Toevallige, kleine verstoringen van luchtstromingen, zoals het fladderen van een vlinder, verstoren binnen twee tot drie weken de luchtstromingen op hele grote schaal. Dat maakt een weersverwachting voorbij twee tot drie weken onmogelijk. Wel valt er dan nog iets te zeggen over de kans op een bepaald weertype. 

Klimaatdobbelsteen 

Het maken van een weersverwachting lijkt op het gooien met een dobbelsteen. Als je precies de eigenschappen van tafel en dobbelsteen kent en ook de beweging en positie kent van de dobbelsteen vlak voordat deze op een kant stilvalt, dan kun je nauwkeurig uitrekenen welk getal boven zal komen. Maar als de dobbelsteen nog stuitert, dan is dat niet meer mogelijk. Hele subtiele veranderingen in hoe de dobbelsteen de tafel raakt zorgen ervoor dat er uiteindelijk een ander getal boven komt. De uitkomst van de worp is beperkt voorspelbaar. Maar wat je wel weet is dat met een eerlijke dobbelsteen je gemiddeld eens in de zes keer een zes zult gooien.   

Berekenen van kansen door heel vaak te gooien 

De kans om een zes te gooien kun je bepalen door heel vaak te gooien en te tellen hoe vaak je een zes gooit. In het eerste plaatje kun je zien dat hoe vaker je gooit, hoe nauwkeuriger je die kans kunt bepalen. Als je met twee dobbelstenen gooit, dan zijn de kansen op de mogelijke uitkomsten niet meer even groot. In het tweede plaatje kun je zien hoe de verdeling van de kans over de verschillende uitkomsten er dan uitziet. Deze kansverdeling verandert als je de zijde waar de zes op staat verzwaart; de kans op hogere uitkomsten neemt toe. Zoiets gebeurt ook met de klimaatdobbelsteen, naarmate de aarde verder opwarmt, neemt de kans op hoge uitschieters in temperatuur toe.