Klimatologisch standaardjaar op dagbasis voor heden en toekomst

In 2006 heeft het KNMI de KNMI’06 klimaatscenario’s voor 2050 gepubliceerd (Van den
Hurk et al. 2006). Deze klimaatscenario’s zijn vertaald in tijdreeksen voor neerslag en
verdamping voor de toekomst (Bakker en Bessembinder, 2007; KNMI, 2007), waarmee
hydrologische modelsimulaties gedraaid kunnen worden.
Grootschalige hydrologische berekeningen op landelijke schaal worden uitgevoerd om
strategische en operationele vragen van waterbeheerders te beantwoorden. Bij voorkeur
wordt hiervoor een meteorologische forcering gebruikt van minimaal 30 jaar om zo een
groot deel van de natuurlijke variabiliteit in beschouwing te nemen. Dergelijke
berekeningen kosten echter vaak veel tijd.
Soms is het noodzakelijk om in korte tijd een groot aantal landelijke modelsimulaties uit
te voeren. Omdat 30-jarige berekeningen dan vaak te veel tijd kosten, wordt dan gebruik
gemaakt van referentiejaren. De variabiliteit in de verschillende subjaarlijkse tijdschalen
komen nooit allemaal overeen met de langjarig gemiddelde variabiliteit. Hierdoor is het
maar beperkt mogelijk om de grootschalige hydrologie te reproduceren bij het
doorrekenen van een referentiejaar.
Daarom bestaat er behoefte aan standaardjaren, die een groot gedeelte van de natuurlijk
temporele en ruimtelijke variabiliteit vertegenwoordigen. Een goed standaardjaar geeft
bij hydrologische modellering vergelijkbare resultaten als 30-jarige modelsimulaties. In
deze studie zijn zowel voor het huidige klimaat als voor de vier KNMI’06 scenario’s
standaardjaren op dagbasis ontwikkeld en getoetst.

Als basis voor het standaardjaar is gebruik gemaakt van de neerslag en verdamping
volgens een relatief “gemiddeld” referentiejaar. Om de jaarlijkse gang te verbeteren, is
vervolgens elke 2-maandelijkse neerslagsom geschaald met het 30-jarig gemiddelde.
Modelsimulaties met standaardjaren voor het huidige klimaat en voor de KNMI’06
klimaatscenario’s schetsen een vergelijkbaar ruimtelijk beeld van de hydrologische
situatie, zoals die is berekend met 30-jarige modelsimulaties. De interjaarlijkse
variabiliteit wordt echter per definitie niet gevangen in een standaardjaar met als gevolg
dat extreme neerslaggebeurtenissen ook meestal ondervertegenwoordigd zijn. Hierdoor
wordt vooral de oppervlakteafvoer (sterk afhankelijk van extreme neerslag) met
simulaties op basis van het standaardjaar slecht gereproduceerd. Hoewel de reproductie
van de GHG heel redelijk is, wordt ook deze variabele stelselmatig licht onderschat.
Het G en W klimaatscenario worden vooral gekenmerkt door een gelijkmatig over het
jaar verdeelde lichte toename van de gemiddelde neerslag. Dit resulteert in een toename
in alle balanstermen en hogere grondwaterstanden.
Het G+ en W+ klimaatscenario kennen grote ruimtelijke verschillen in het klimaatsignaal.
Mits er voldoende water beschikbaar is, neemt de actuele verdamping neemt sterk toe
als gevolg van de toename in de potentiële verdamping. In de hoger gelegen gebieden
wordt de toename in potentiële verdamping gecompenseerd door een sterke afname in
de zomerneerslag. De drainageflux neemt over het algemeen af.
Op basis van modelsimulaties met de standaardjaren kan, zelfs in kwantitatieve zin, een
redelijk goed algemeen beeld geschetst worden van de effecten van klimaatverandering.
Door de slechte reproductie van de oppervlakteafvoer is het uiteraard niet mogelijk om
deze grootheid af te leiden van de modelsimulaties met standaardjaren. Voor de GHG
worden lokale variaties op het algemene klimaatsignaal niet goed gereproduceerd.

Modelsimulaties op basis van een standaardjaar geven per definitie minder informatie
dan 30-jarige modelsimulaties. Met een standaardjaar is het niet mogelijk om kleine
lokale verschillen te modelleren. Het gebruik van standaardjaren maakt het echter wel
mogelijk om in minder tijd een redelijk algemeen beeld te schetsen van de huidige
situatie of volgens de KNMI’06 klimaatscenario’s.
Soms is het praktisch niet mogelijk om 30-jarige modelsimulaties uit te voeren voor alle
gewenste klimaatscenario’s en/of adaptieve strategieën. In dergelijke gevallen kan met
behulp van de standaardjaren voor een groot aantal combinaties van strategieën en
klimaatscenario’s een algemeen beeld geschetst worden van de bijbehorende
hydrologische situatie. Op basis van deze berekeningen kan besloten worden voor welke
situaties een 30-jarige simulatie het meest noodzakelijk of interessant is.