Regiospecifieke klimaatinformatie voor Haaglanden en Regio Rotterdam - Syntheserapport

Haaglanden en Regio Rotterdam zijn beide sterk verstedelijkte gebieden met een hoge economische activiteit in de Zuidvleugel van de Randstad. Door de sterke verstedelijking en de hoge economische activiteit is het gebied gevoeliger voor weers-extremen. Die grote impact van weersextremen is in het huidige klimaat al te merken. Voor een goed functioneren, is het van belang dat dit gebied
zo is ingericht dat de meeste extremen in het huidige en toekomstige klimaat goed kunnen worden opgevangen zonder grote ontwrichtingen. Goede
klimaatinformatie voor de regio is hierbij van belang.

Samen met de hotspots Haaglanden en Regio Rotterdam is in dit project gekeken welke vragen er leven met betrekking tot beschikbare klimaatinformatie, nieuwe klimaatinformatie en nieuwe tools om die klimaatinformatie toe te passen. Hieronder staan deze vragen beschreven en het onderzoek dat is verricht om de vragen te beantwoorden.

Ruimtelijke verschillen in klimaat
De samenleving wordt op vele manieren beïnvloed door het klimaat (neerslagextremen kunnen tot overlast op wegen leiden, het weer beïnvloedt de verkoop van bijvoorbeeld bier en ijs, maar ook of meer mensen de fiets nemen, naar het strand gaan of juist naar een stad, etc.). Ruimtelijke verschillen in klimaat kunnen hiervoor belangrijk zijn. Bij de stakeholders binnen de regio’s leefden de volgende vragen daarover:
• Hoe groot zijn de verschillen in klimaat binnen de Zuidvleugel van de Randstad en worden deze allemaal weergegeven door de Klimaatatlas?
• Veranderen de ruimtelijke verschillen in klimaat als gevolg van klimaatverandering?
Op basis van een literatuuronderzoek is een overzicht gegeven van mogelijke ruimtelijke verschillen in temperatuur, neerslag, verdamping, wind, straling, luchtvochtigheid, etc. op meerdere ruimtelijke schalen. In het bijbehorende achter-grondrapport zijn verscheidene voorbeelden van ruimtelijke verschillen binnen Zuid-Holland gegeven met een toelichting op de achterliggende oorzaak.

Verschillen in klimatologie binnen Nederland (hoofdstuk 2) worden veroorzaakt door:
• Relatief grootschalige processen als gevolg van o.a. land-zeeovergangen en hoogteverschillen. Deze verschillen zijn terug te vinden in de waarnemingen
op KNMI-stations en staan weergegeven in de Klimaat-atlas (www.klimaatatlas.nl). Zo is bijvoorbeeld de gemiddelde temperatuur in Zuid-Holland door de nabijheid van de zee hoger in de winter en lager in de zomer dan meer in het binnenland;
• Lokale oppervlakte-eigenschappen (op een schaal van meters tot enkele kilometers), zoals de aanwezigheid van gebouwen, vegetatie. Deze lokale eigenschappen zijn niet voor elke klimaatvariabele even belangrijk. Neerslag wordt veel minder door zeer lokale verschillen in oppervlakteeigenschappen
beïnvloed3 dan bijvoorbeeld temperatuur en wind.

De belangrijkste resultaten en conclusies zijn:
• Hoe groot zijn de verschillen in klimaat binnen de Zuidvleugel van de Randstad en worden deze allemaal weergegeven door de Klimaatatlas? De KNMI-
waarnemingen geven veel van de ruimtelijke verschillen in klimaat binnen Nederland weer en deze worden beschreven in de Klimaatatlas. Echter,
zeer lokale verschillen in oppervlakteeigenschappen zoals de aanwezigheid van gebouwen of vegetatie, kunnen op korte afstanden (enkele meters tot
kilometers) bij m.n. bij temperatuur en wind leiden tot aanzienlijke verschillen in klimaat (zie bij “stadseffect” verderop). Deze worden niet in de Klimaatatlas weergegeven, maar het achtergrond-rapport over ruimtelijke verschillen geeft de beschikbare informatie hierover;
• Veranderen de ruimtelijke verschillen in klimaat als gevolg van klimaatverandering? In de toekomst verandert het klimaat, maar veel van de oorzaken
van ruimtelijke verschillen in het huidige klimaat veranderen niet of niet veel: bijv. hoogte-verschillen, land-zeeovergangen. Daarom zullen grootschalige ruimtelijke patronen in het klimaat binnen Nederland niet veel veranderen: zo zal de gemiddelde temperatuur in de kustregio ook in de toekomst in de zomer lager en in de winter hoger zijn dan in het binnenland. Wel kan klimaat-verandering de relatieve ruimtelijke patronen iets beïnvloeden: de gradiënt van de temperatuur vanaf de kust kan bijv. iets toenemen of afnemen en de gradiënt van extreme neerslag in de zomer in de kustregio kan versterkt worden. Ook veranderingen in lokale oppervlakteeigenschappen (bijv. uitbreiding van steden, vernatting van natuur-gebieden) kunnen de relatieve ruimtelijke patronen in het klimaat enigszins beïnvloeden.

Extreme neerslag in het huidige en toekomstige klimaat Doordat de Zuidvleugel van de Randstad sterk is verstedelijkt, stroomt water sneller af. Bij hevige buien in met name het zomerhalfjaar leidt dit eerder tot wateroverlast. In het NBW Actueel is vastgelegd dat wateroverlast in stedelijk gebied niet vaker dan eens in de 100 jaar mag voorkomen. Waterschappen hebben dan ook lange neerslagreeksen op uurbasis nodig om de effecten van
hevige neerslag goed in te kunnen schatten. Er zijn echter geen lange meetreeksen (≥ 100 jaar) van uurneerslag voor Zuid-Holland. Tot nu toe werd de
meetreeks van De Bilt (midden Nederland, vanaf 1906) vaak gebruikt, opgehoogd met 10% vanwege het kusteffect (extreme dagneerslag in Zuid-Holland
8-14% hoger dan in De Bilt). Deze reeks geeft echter een aantal neerslagkarakteristieken
van Zuid-Holland niet goed weer. Volgens de KNMI’06 klimaatscenario’s neemt in de toekomst de extreme neerslag op dagbasis toe als gevolg van klimaat-verandering. Sinds 2007 is er een tool beschikbaar die neerslagreeksen op dagbasis voor de toekomst kan genereren. Voor analyses van het watersysteem in de toekomst werd tot nu toe de verandering op dagbasis ook toegepast op de uurneerslag. Uit onderzoek aan waarnemingen weten we echter dat de extreme neerslag per uur in de zomer sneller stijgt met de temperatuur dan de extreme neerslag per dag. De tot nu toe gebruikte methode levert daarom mogelijk een onderschatting op van de kortdurende extreme neerslag in de toekomst en daarom mogelijk ook een onderschatting van de wateroverlast.

Bovenstaande leidde tot de volgende vragen:
• Ontwikkel een methode om lange neerslagreeksen op uurbasis voor het huidige klimaat te maken die het klimaat binnen Zuid-Holland beter weergeeft dan de huidige methode;
• Ontwikkel een methode om neerslagtijdreeksen op uurbasis voor het toekomstige klimaat te maken.
In dit project zijn verschillende methoden voor het maken van lange regiospecifieke tijdreeksen voor neerslag kwalitatief vergeleken (Hoofdstuk 3 en 4). Voor zowel het huidige als voor het toekomstige klimaat is telkens één methode verder uitgewerkt.

De belangrijkste resultaten en conclusies zijn:
• Ontwikkel een methode om neerslagreeksen op uurbasis voor het huidige klimaat te maken die het klimaat binnen Zuid-Holland beter weergeeft dan de huidige methode. De ontwikkelde methode voor het genereren van regiospecifieke lange neerslagreeksen op uurbasis voor het huidige klimaat (Hoofdstuk 3) gebruikt dagneerslagreeksen uit het gebied zelf en geeft daardoor de meeste neerslagkarakteristieken van het gebied beter weer dan de methode die tot nu toe werd gebruikt (De Bilt + 10%): jaarneerslag, jaarlijkse gang, lengte droge en natte perioden, meerdaagse extremen. Ook overschat de methode de extreme uurneerslag minder dan de huidige methode, maar de extreme 24-uursneerslag wordt onderschat;
• Ontwikkel een methode om neerslagtijdreeksen op uurbasis voor het toekomstige klimaat te maken. De ontwikkelde methode (Hoofdstuk 4) is vergelijkbaar en consistent met het de tool voor het genereren van tijdreek-sen op dagbasis. Ook neemt de methode het wetenschappelijk inzicht goed mee dat de extreme uurneerslag meer kan toenemen dan de extreme dagneerslag. Voorlopige schattingen voor onder- en bovengrenzen voor de verandering van de extreme uurneerslag binnen de KNMI’06 klimaatscenario’s zijn aangegeven (rond 2100 in de zomermaanden een toename van 18-81%, in de wintermaanden van 13-46%), maar er is nog veel onzekerheid over hoeveel de extreme uurneerslag kan veranderen.

Stadseffect op de temperatuur (UHI)
In steden is het gemiddeld warmer dan op het platteland (het UHI-effect). Dit zorgt voor meer problemen met hittestress (sterfte door hitte en verminderde productiviteit). Bij de start van dit project waren er weinig metingen beschikbaar van temperatuur in Nederlandse steden. Naar aanleiding daarvan werden de volgende vragen gesteld:
• Hoe groot is nu het UHI in Nederlandse steden?
• Geven gegevens uit het buitenland ook een goed beeld van de grootte van het UHI in Nederlandse steden?
• Neemt het UHI-effect toe in de toekomst als gevolg van klimaatverandering?
Voor het beschrijven van het UHI worden verschil-lende maten gebruikt: bijvoorbeeld het gemiddelde verschil in lucht-temperatuur tussen stad en platteland (UHIgem) of het grootste verschil op een dag of in een periode (UHImax). Op basis van metingen van weeramateurs in Nederland is een schatting gemaakt van het UHI in Nederland. Deze zijn vergeleken met gegevens uit andere projecten en uit literatuur. Vanwege de heterogeniteit van steden is het een uitdaging om goede en vergelijkbare metingen te verkrijgen.

De belangrijkste resultaten en conclusies zijn (hoofdstuk 5 en 6):
• Hoe groot is het UHI in Nederlandse steden? Gedurende nachten met rustige weersomstandigheden (met helder weer en weinig wind) kan het UHI in de dichtstbevolkte buurten in Nederland (25.000 inwoners per km2) oplopen tot 8-10 °C, in woon-wijken is dat meestal tot 5-7 °C. Gemiddeld is het
UHI veel lager: in dit project is in woonbuurten met een bevolkingsdichtheid van ≥ 4000 personen per km2 een daggemiddeld UHI in de zomer van 2010 gevonden van 0,6-1,1°C. Het UHI is in de zomer het sterkst, en in de winter veel minder of bijna afwezig. ’s Nachts is het UHI sterker dan overdag.
De stedelijke configuratie (o.a. bebouwings-dichtheid) heeft een duidelijke invloed op de grootte van het UHI. Bevolkingsdichtheid in een wijk
geeft dan ook een betere relatie met de grootte van het UHI dan het totale inwoneraantal van een stad;
• Geven gegevens uit het buitenland ook een goed beeld van de grootte van het UHI in Nederlandse steden? De grootte van het UHI-effect in Nederland komt redelijk overeen met dat in andere Europese landen. Informatie over metingen in andere landen uit literatuur over de invloed van materialen, vegetatie en water-oppervlakken is te beperkt om binnen Nederland het effect van verschillende maatregelen kwantitatief te kunnen vergelijken;
• Neemt het UHI-effect toe in de toekomst als gevolg van klimaatverandering? Waargenomen positieve trends in het UHI-effect worden meestal toegeschreven aan toegenomen verstedelijking en hogere energieproductie door mensen. Veranderende weerpatronen kunnen mogelijk ook leiden tot een toename van het UHI-effect, maar het is niet duidelijk hoe. Door klimaatverandering zal het aantal dagen met hittestress in Nederlandse steden wel toenemen, en relatief sneller dan op het platteland (ook als het UHI-effect gelijk blijft), omdat de temperatuur in de steden nu al dichter bij fysiologisch kritische grenzen ligt.