De grenzen van het voorspelbare

Van het weer heeft ogenschijnlijk iedereen verstand, want zes van de tien keer krijgt ook een leek gelijk. Het KNMI in De Bilt probeert het vaker goed te hebben. Dat lukt het instituut weliswaar beter dan 25 jaar geleden, maar er zit toch een grens aan.

door Joep Engels

De weersvooruitzichten waren somber. Na een aangenaam voorjaarsweekend zou het weer omslaan, zo luidde de voorspelling. Een koufront zou over Nederland trekken, gevolgd door regen. Daarna werd het een stuk frisser, met een gure wind.

Maar het valt alleszins mee. Op deze dag ligt het KNMI in De Bilt er zonnig bij. Zie je wel, is de eerste gedachte, ze zitten er weer eens naast. En dat is niet alleen de gedachte van een redacteur. Juist die ochtend verschijnt een onderzoek van marktonderzoekbureau Trendbox waaruit blijkt dat de Nederlander weinig geloof hecht aan de weersverwachtingen. De voorziening wordt zeer op prijs gesteld, bijna iedereen volgt dagelijks de weerberichten, maar zes van de tien respondenten denken dat de voorspellingen zelden of nooit uitkomen.

,,Je bent toch niet op die enquête aangeslagen?'', vraagt André van Lammeren van de sector weersverwachtingen en adviezen. De betrouwbaarheid van het weerbericht is een belangrijk punt voor het KNMI, maar het instituut gaat niet over de berichtgeving op radio of televisie. Het heeft sinds 1999 een publieke taak, daar vallen de media niet onder. De weerberichten worden door commerciële instellingen gemaakt, het KNMI levert daarvoor de grondstoffen.

Daar zit een verschil tussen. Van Lammeren: ,,Wij zorgen voor de fysische parameters, de gebruiker zit aan de andere kant, en daar zit de weerman of -vrouw tussen. In dat traject kan van alles gebeuren. Kijk, de verwachtingen voor vandaag zijn uitgekomen: dit weer hebben wij voorspeld. Maar omdat de zon schijnt, vinden mensen het weer een stuk prettiger dan het feitelijk is.''

Iedereen rekent het KNMI op iets anders af, vult meteorologisch onderzoeker Robert Mureau aan. ,,De een vindt zonneschijn belangrijk, een zeiler hecht meer waarde aan wind. En een fietser wil juist weer dat het niet waait; die wil ook geen regen. Al deze mensen spreken ons daar op aan. Op familiefeestjes, de sportclub: 'Jullie hadden toch slecht weer voorspeld? Nou, hier heeft het niet geregend'. Werk je hier, dan moet je een dikke huid hebben.''

Communicatie is een vak apart, zegt Monique Somers, oud-weervrouw en tegenwoordig voorlichtster van het KNMI. ,,Ik zeg altijd maar: het gaat erom hoe tante Jo uit Purmerend het weerbericht ervaart. Zij wil weten of ze de was buiten kan hangen, of ze vanavond kan barbecuen. Wij verstrekken daar informatie over en kunnen haar vraag tot op zekere hoogte beantwoorden, maar hebben er geen grip op hoe het haar wordt aangeboden en wat zij eruit oppikt.''

Van Lammeren: ,,Ons probleem nu is bijvoorbeeld dat de computer het voor mogelijk houdt dat het eind van de week gaat sneeuwen. Het is een kleine kans, tien procent, en de vraag is: moet je dat melden? Als je het vermeldt, blijft dat bij het merendeel hangen: het KNMI zegt dat het vrijdag gaat sneeuwen. En als die sneeuw uitblijft -wat toch in negen van de tien gevallen zal gebeuren- is het gehoon niet van de lucht. Maar laat je het weg, dan onthoud je de mensen relevante informatie (er is dat weekend natte sneeuw gevallen, J.E.).''

We laten het weerbericht maar even voor wat het is en richten ons op de 'grondstoffen', de fysische parameters. Hoe betrouwbaar zijn die? Ook dat blijkt geen eenvoudige vraag.

,,Je zult eerst moeten vaststellen wat je 'goed' noemt'', zegt Robert Mureau. ,,Als we voorspellen dat het morgen 16 graden wordt, is 16,1 graden dan al fout? Of vind je 17 graden ook nog goed? Voor de temperatuur is het nog wel makkelijk om daarover iets af te spreken, maar voor de bewolking of de neerslag wordt het een stuk lastiger.''

Bovendien kan iedereen het weer voorspellen. Als u bijvoorbeeld zegt dat het morgen even warm wordt als vandaag, zult u in 60 procent van de gevallen gelijk hebben.

VERVOLG OP PAGINA 2

De grenzen van het voorspelbare Weersverwachting

VERVOLG VAN PAGINA 1

De vraag is: kan het KNMI het beter dan wat in weerjargon persistentie heet? Mureau: ,,We zullen het beter moeten doen dan de persistentie, anders kunnen we deze tent net zo goed sluiten. Maar dat doen we ook, al is dat voor zonneschijn nog niet zo gemakkelijk. Daarnaast is er nog een referentie: de klimatologische gegevens. Als je het weer voor morgen wilt voorspellen, kun je ook opzoeken wat het weer op deze datum in de afgelopen dertig jaar is geweest en daarvan het gemiddelde nemen. De klimatologische voorspelling voor de dag van morgen is niet geweldig, maar als je een week vooruit wilt kijken, doet die het beter. Ook dat moeten we verslaan, en ook dat doen we, al is dat voor de langetermijnverwachting niet eenvoudig.''

De voorspellingen zijn de afgelopen decennia beter geworden. De vijfdaagse verwachting van nu is net zo betrouwbaar als de tweedaagse voorspelling uit 1980. Een langetermijnvoorspelling had in 1980 na ruim vijf dagen haar verband met de werkelijkheid verloren. Nu wordt dat punt pas na zeven, acht dagen bereikt (zie kader voor andere betrouwbaarheden).

Dat hadden de weermannen in 1980 niet durven denken. De toenmalige directeur onderzoek van het KNMI, Henk Tennekes, benadrukte in 1984, in een voordracht over de voorspelbaarheid van het weer, dat de grenzen in zicht kwamen. Het weer is naar zijn essentie 'wisselvallig' en 'onbestendig', beweerde Tennekes. Je kon de maaswijdte van het netwerk aan meetpunten wel verkleinen en het computermodel verfijnen, maar meer dan drie dagen verder vooruit zou je volgens hem toch niet kunnen kijken.

Het waren de jaren dat de chaostheorie kwam opzetten. Met het beroemde verhaal van de grondlegger Edward Lorenz: als een vlinder in Brazilië met zijn vleugels wappert, steekt daardoor een paar dagen later boven New York een storm op. Kleine effecten kunnen grote gevolgen hebben. En in termen van de weersvoorspelling: een kleine afwijking in de beginwaarden van het computermodel groeit binnen een paar dagen uit tot een grote fout.

Om het nog erger te maken: hoe beter het computermodel, dat wil zeggen, hoe beter het de werkelijkheid beschreef, des te gevoeliger het was voor kleinschalige fouten. In een complex model waren de mogelijkheden voor instabiliteiten om uit te groeien veel groter. Dat was niet alleen een rekentechnische beperking. Tennekes: ,,De atmosfeer -die een perfect model van zichzelf is- is gevoeliger dan welk computermodel dan ook.''

Dat verklaarde waarom de voorspellingstechniek uit de jaren zeventig wel moest stranden. Bij deze zogeheten analogenmethode bracht men de weersgesteldheid in kaart en zocht men er vervolgens in het archief van de laatste dertig jaar zo'n zelfde kaart bij. Het weer dat er toen op volgde, zou ook nu in het verschiet moeten liggen.

Dat werkte niet. Een exacte kopie was nooit te vinden en de kleine afwijkingen maakten de eendaagse voorspellingen al onbetrouwbaar. ,,De atmosfeer is niet periodiek'', zei Tennekes. ,,Ze herhaalt zichzelf niet; haar gedrag is grillig en chaotisch.''

Tennekes zag het toen te somber in, zegt Mureau. Het wereldwijde netwerk van meetpunten -weerstations, satellieten, schepen, vliegtuigen, weerballonnen- is verfijnd: de maaswijdte was 100 kilometer, is nu 40 en in Nederland zelfs 20 kilometer. Het computermodel is verfijnd, net als de methode om die veelheid aan metingen mee te nemen in de berekeningen. Men begrijpt de fysische processen veel beter en de

betrouwbaarheid is toegenomen. ,,Maar hij had gelijk. Hij heeft het begrip 'voorspelbaarheid' op de agenda gezet van de operationele weerinstituten. Vanaf dat moment was het duidelijk dat een weersverwachting niet compleet was zonder bijbehorende informatie over de betrouwbaarheid.''

Daar plukt men nu de vruchten van. Men laat de weercomputer tegenwoordig tien dagen vooruit rekenen en simuleert daarna nog een vijftigtal afwijkingen. Dit ensemble van variaties, zoals het KNMI het noemt, geeft een goede indruk van de zekerheid van die eerste basisvoorspelling (zie kader). Inmiddels kan het publiek daarvan meeprofiteren. Het NOS-journaal geeft soms (om 18.00 uur en in de laatste edities) die tiendaagse vooruitblikken met onzekerheidsmarges.

De ensembles zijn van groot belang voor de risicomeldingen, zegt Van Lammeren. ,,Als bijvoorbeeld vijf van de vijftig simulaties nachtvorst voorspellen, 10 procent kans dus, zegt dat de gemiddelde burger niet zoveel. Maar voor een tuinder die zijn fruitbomen moet beschermen wél. Of voor de wegenbeheerder die moet beslissen of hij gaat strooien. Tien procent kans betekent dat het negen van de tien keer onnodig zal blijken, maar die ene keer kan de moeite en kosten toch waard zijn. Maar dan moeten wij wel weten dat die 10 procent hard zijn. En dat het niet betekent: het kan vriezen, het kan dooien.''

Die zekerheid heeft het KNMI nu wel voldoende om de volgende stap te durven zetten: de ensemble-methode voor de eendaagse voorspelling. Mureau: ,,Dat klinkt paradoxaal, het weer voor morgen lijkt eenvoudiger te voorspellen dan dat van over een week, maar dat is het probleem niet. Bij een meerdaagse voorspelling kun je volstaan met een schatting van de kans op een bui. Op de dag zelf wil je weten of die valt of niet. Je wilt exacter zijn.''

Daar stuit de weerman op een fundamenteel probleem: de lokale bui is niet exact te voorspellen. ,,Neerslag is überhaupt al lastig'', zegt Mureau. ,,Je zit al met dat netwerk: om de 40 kilometer heb je een waarde voor de luchtvochtigheid. Zie daar maar een kloppend totaalplaatje van te maken. En vervolgens moet je dan voorzien wanneer die luchtvochtigheid overgaat in regen. Of het gaat regenen of niet is een heel gecompliceerde wisselwerking tussen stijgende lucht op de ene plaats, dalende lucht op de andere, afkoeling van lucht, verdamping, condensatie. Dat wordt in zo'n computermodel beschreven met een keten van softwareregels: if...then.''

En dan moet je nog onderscheid maken tussen een regenfront en een lokale onweersbui, zegt Monique Somers. ,,Zo'n wolkenpartij zie je op de satelliet aankomen. Je weet dat daar regen uit gaat vallen, het is een kwestie van goede timing om aan te geven waar en wanneer de regen zal vallen.'' Maar een lokale bui is bijna niet te voorspellen. Men weet dat hij eraan zit te komen -dat is te zien aan de onrust in de atmosfeer- maar hij glipt door de mazen van het meetnetwerk en komt grillig tot uiting. Somers: ,,Ik vergelijk het wel met een pannetje water dat je aan de kook brengt. Je kunt het hele proces fysisch goed begrijpen en voorspellen. Tot het kookmoment zelf. Je weet nooit waar het gaat borrelen.''

Mureau: ,,Het paradoxale is dat computermodellen met een hoge resolutie zo'n bui wel degelijk voorspellen. Laat de computer maar draaien en hij zegt dat vanmiddag om drie uur daar op de Veluwe het onweer losbarst. Maar als je hem daarna op vrijwel dezelfde input nog eens laat draaien, legt hij de bui heel ergens anders, en op een ander tijdstip. Het is dus een schijnzekerheid waar ook meteorologen mee om hebben moeten leren gaan.''

Het is aan de meteoroloog om de computeruitdraaien te interpreteren. En vervolgens is het aan de weerman of -vrouw om die ingewikkelde boodschap over te brengen. Mureau stelt zich voor dat de consument straks met betaal-tv of internet kan kiezen hoe ingewikkeld de boodschap wordt. ,,De een heeft genoeg aan het eenvoudige bericht van zoveel graden en zoveel kans op neerslag, een ander is meer gebaat bij al die onzekerheden eromheen.''

Eigenlijk is het verbazend dat we het weer al zo goed kunnen voorspellen, zegt Somers. ,,Kijk naar de wereldkaart. Zie op welke schaal de weerpatronen ontstaan die voor ons van belang zijn. En bedenk dan hoe klein Nederland is. En toch kunnen we redelijk zinvol zeggen wat voor weer wij hier over zeven dagen krijgen. Tante Jo uit Purmerend denkt daar vast anders over, maar over het algemeen vindt men het de normaalste zaak van de wereld dat wij dat kunnen. Vermoedelijk, omdat we het zo eenvoudig mogelijk proberen te brengen. Het NOS-journaal brengt bijvoorbeeld geen moeilijke fronten en depressies meer in beeld. Dat zou de mensen te veel verwarren. Misschien is dat zo. Als je dat wel doet, als je het wel ingewikkeld brengt, snapt niemand het meer. Maar wellicht denkt men dan weer wel: goh, dat weervoorspellen is toch ingewikkeld.''

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden