Regenwater langer onderweg in warmere wereld

Ooit afgevraagd waar het water vandaan komt wat als regen op je neervalt? Gemiddeld verblijft een watermolecuul na verdamping van het aardoppervlak zo’n negen dagen in de atmosfeer. In die negen dagen legt het vele duizenden kilometers af. Naarmate de aarde verder opwarmt, verblijft water steeds langer in de atmosfeer. Sinds 1850 is de wereld 1,2 graden opgewarmd en volgens het warmste KNMI-klimaatscenario komt de opwarming in 2100 uit op ruim 4 graden. De gemiddelde reistijd van regenwater is dan naar schatting opgelopen tot elf dagen.

De gemiddelde reistijd van regenwater

Als alle waterdamp in de atmosfeer uit zou regenen, geeft dit een laagje water van gemiddeld 25 mm. De hoeveelheid neerslag in een heel jaar is wereldgemiddeld ongeveer 1000 mm oftewel 2,7 mm per dag. Dit betekent dat het gemiddeld ruim negen dagen duurt voordat alle waterdamp is uitgeregend. In deze tijd legt het water grote afstanden af. Een indruk van dit vochttransport krijg je als het patroon van de gemiddelde neerslag vergelijkt met dat van verdamping (figuur 1). Het water reist van gebieden waar het veel verdampt naar waar het veel regent.

Reistijden langer boven land

Een nauwkeuriger beeld van de reistijd van water in de atmosfeer komt naar voren in een studie van onderzoekers van de Universiteit Utrecht. Zij berekenden op basis van windsnelheiden, luchtvochtigheid, verdamping en regen tussen 2002 en 2008 wereldwijd de afgelegde weg van waterdamp tussen moment van verdamping en regen. Op elke locatie ter wereld kun je zien hoe lang het water gemiddeld onderweg is om ter plekke uit te regenen (figuur 2). In Nederland kom je uit op 9-10 dagen, iets boven het wereldgemiddelde. Boven de continenten is de reistijd gemiddeld langer dan boven zee (10,4 tegen 8,1 dagen). De langste reistijden vind je rond de droge Sahara (langer dan vijftien dagen).

Grote variatie in reistijden

Rond de gemiddelde reistijd van negen dagen komen grote variaties voor (figuur 2). In 20 procent van de gevallen regent het water al binnen twee dagen weer uit. Langere reistijden komen met steeds kleinere kans voor, langer dan dertig dagen is echt een uitzondering.

Brongebied van een extreem neerslag event

KNMI-onderzoeker Sarah Kew heeft eens precies uitgerekend waar het water vandaan kwam tijdens de extreme regenval op 26 augustus in 2010 in Oost-Nederland (figuur 3). Het meeste water bleek afkomstig uit de warme subtropen ten westen van de Canarisch eilanden en reisde in tien dagen als een soort atmosferische rivier richting Oost-Nederland om daar 160 mm water in 24 uur uit te storten. 

Warmer klimaat verlengt de reistijd

De wereldgemiddelde neerslag neemt naar verwachting toe met zo’n 1,7 procent per graad opwarming. De hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer echter met zo’n 7-8 procent. Het gevolg is dat het steeds langer duurt voordat al het water in de atmosfeer is uitgeregend. Anders gezegd, de gemiddelde reistijd wordt langer. In het warmste KNMI-klimaatscenario is de wereld eind deze eeuw ruim 3 graden warmer dan nu met een waterinhoud van 31 mm en een wereldgemiddelde neerslag per dag van 2,8 mm. Gemiddeld bedraagt de verblijftijd van water in de atmosfeer dan elf dagen, twee dagen langer dan vandaag de dag.

KNMI-klimaatbericht door Frank Selten in samenwerking met Ruud van der Ent (CiTG TUDelft)