Systemen voor monitoring, modellering en prognose

Om met klimaatvariabiliteit en de manifestaties ervan in het dagelijkse weer om te gaan, is tijdige en betrouwbare klimaatinformatie nodig, evenals actuele informatie over het voorkomen en de ernst van extreme gebeurtenissen, mogelijke gevolgen en de duur ervan. Activiteiten op het gebied van monitoring en rapportage in verband met droogte bieden bijvoorbeeld een referentiewaarde van informatie en een barometer van veranderingen in de klimatologische omstandigheden die kunnen wijzen op het ontstaan van droogte. Strategische droogtemonitoring kan worden bereikt met behulp van droogte-indicatoren. De meest voorkomende parameters van stroomdroogtes zijn: de laagste stroomstroom van droogte, cumulatief watertekortvolume en droogteduur. De laatste twee zijn afhankelijk van een zekere mate van ontlading, het zogenaamde truncatieniveau (drempelstroom). Er wordt uitgegaan van een aantal criteria voor het bepalen van het afkapniveau. Zij zijn gebaseerd op hydrologische ruimten waarin het afkapniveau wordt behandeld op basis van de geselecteerde stroomkenmerken, of op economische ruimten, d.w.z. ruimten waarin rekening wordt gehouden met de behoeften van watergebruikers. Ook de waterkwaliteitsparameters worden gemonitord, aangezien de samenstelling van invloed is op het aquatisch milieu en de beschikbaarheid van water voor verschillende toepassingen. Centrale overheid, lokale overheden en waterschappen zijn het belangrijkst voor het monitoren en beheren van watersystemen.

Communicatiesystemen helpen besluitvormers op alle niveaus bij het nemen van kritische managementbeslissingen over klimaatgerelateerde menselijke activiteiten, met name over het beheer van watervoorraden. Communicatie, informatie-uitwisseling en een noodplan kunnen zo de gevolgen van extreme klimaatgebeurtenissen verminderen. Een voorbeeld is de door het GCO ontwikkelde Europese waarnemingspost voor droogte (EDO). Het monitort, beoordeelt en voorspelt droogtegebeurtenissen in heel Europa. EDO streeft ernaar actuele droogte-relevante informatie te presenteren, zoals de maandelijks bijgewerkte gestandaardiseerde neerslagindex (SPI), dagelijks bijgewerkte gemodelleerde bodemvochtafwijkingen en teledetectiewaarnemingen van de toestand van de vegetatiebedekking (d.w.z. anomalie van de fractie van geabsorbeerde fotosynthetisch actieve straling (fAPAR), genormaliseerde DifferenceWater Index (NDWI)) en een week durende voorspelling van bodemvochtafwijkingen. Aan de andere kant, om het vermogen om overstromingsrisico's te voorspellen en te beheren te verbeteren, bestaan er verschillende technische opties:

• met inbegrip van de installatie van een telemetrisch netwerk en weers- en hydrologische RADARS;
• het ontwikkelen van digitale hoogtemodellen (DEM) om overstromingsgevoelige gebieden in kaart te brengen en de verspreiding van overstromingen te analyseren;
• het opzetten van een monitoringsysteem dat realtime-informatie over de waterstanden verstrekt en deze koppelt aan gegevens over de huidige neerslag en weersvoorspellingen.

Al deze zorgen voor een snellere en nauwkeurigere prognose van overstromingsgebeurtenissen en maken een eerdere waarschuwing aan de getroffenen mogelijk. De ontwikkeling van dergelijke systemen over administratieve grenzen heen is van cruciaal belang en vereist de invoering van één systeem voor de melding van overstromingen om de efficiëntie te waarborgen. Aanzienlijke investeringen voor de installatie en modernisering van operationele systemen voor overstromingsprognoses staan al op de agenda van de nationale hydrometeorologische diensten. De Wereld Meteorologische Organisatie (WMO) erkent dat in veel delen van de wereld voorspellingen nog steeds de enige effectieve maatregel zijn die realistisch kan worden geïmplementeerd om leven en eigendom te beschermen tegen extreme meteorologische gebeurtenissen.

Verbeterd vermogen om pieklozingen te voorspellen blijft een van de meest relevante niet-structurele maatregelen voor bescherming tegen overstromingen. Verlengde doorlooptijden voor prognoses zijn wenselijk omdat ze mitigerende maatregelen en reacties in geval van extreme lozingen vergemakkelijken. De integratie van numerieke weervoorspellingen (NWP) in een overstromingswaarschuwingssysteem kan de voorspelde doorlooptijden verhogen van een paar uur tot een paar dagen. Een voorbeeld van lopend onderzoek en implementatie van verbeterde overstromingsvoorspellingen is de ontwikkeling van het European Flood Alert System (EFAS). Het is ontwikkeld om de paraatheid voor overstromingen in transnationale Europese stroomgebieden te vergroten. Het biedt lokale waterschappen 3 tot 10 dagen van tevoren informatie over middellange afstand en probabilistische overstromingsprognoses.

Overstromingswaarschuwingstermijnen van 3-10 dagen worden bereikt door middel van de opname van weersvoorspellingen voor de middellange afstand van de Duitse weerdienst (DWD) en het Europees Centrum voor weersvoorspellingen op middellange termijn (ECMWF), bestaande uit een volledige reeks van 51 probabilistische voorspellingen van het Ensemble Prediction System (EPS) van ECMWF. Een andere studie onderzoekt plotselinge overstromingen in het Middellandse-Zeegebied van Europa. Flash flooding is een van de meest verwoestende gevaren in termen van verlies van mensenlevens en infrastructuur. In de afgelopen twee decennia hebben plotselinge overstromingen alleen al in Frankrijk verliezen van een miljard euro aan schade veroorzaakt. Een van de problemen van plotselinge overstromingen is dat de waarschuwingstijden erg kort zijn. Een andere fundamentele monitoringactiviteit houdt verband met hittegolven, die verantwoordelijk waren voor dramatische sterfte- en morbiditeitseffecten op de Europese bevolking, bijvoorbeeld in de zomer van 2003.

Bij deze categorie aanpassingsopties is de overheidssector op verschillende niveaus betrokken. Belanghebbenden kunnen worden betrokken bij alle stappen van het monitoring-, verwerkings- en besluitvormingsproces. De rol van de belanghebbenden is van cruciaal belang voor elk proces dat leidt tot een besluit met gevolgen voor de sociale en economische stelsels.

De huidige NWP's zijn onvoldoende om de ruimtelijke variabiliteit van neerslag op een relatief klein stroomgebied weer te geven. Dit wijst misschien op de noodzaak om de resolutie en/of desaggregatietechnieken van NWP's te verbeteren om de ruimtelijke kloof tussen meteorologie en hydrologie te verkleinen. Bovendien is er behoefte aan zowel een meer theoretische ontwikkeling van systemen voor overstromingsprognoses als een overtuigende allesomvattende strategie om de cascadering van onzekerheden in een operationeel kader aan te pakken. Momenteel leiden hydrologische en hydraulische prognoses op basis van NWP-EPS niet tot de juiste kansverdelingen van een prognosevariabele. Potentiële fouten moeten tijdens het ontwerp tot een minimum worden beperkt en worden herkend tijdens de interpretatie van gegevens. Bij elke beslissing moet voldoende rekening worden gehouden met alle bronnen van onzekerheid en in sommige gevallen kan de onzekerheid van de prognoses eenvoudigweg te groot zijn om gebruik te kunnen maken van de beschikbare modellen. Coördinatie tussen instellingen die gegevens verzamelen, is noodzakelijk en niet gemakkelijk te bereiken en is vaak een van de cruciale beperkende factoren. Evaluaties van de doeltreffendheid van de monitoring en met name van het EWS zijn slechts zelden beschikbaar en zijn dringend nodig om goede praktijken te onderbouwen.

Aanzienlijke directe voordelen vloeien doorgaans voort uit de combinatie van monitoring-, modellerings- en prognosesystemen met EWS. Indirecte voordelen zijn verbonden aan de uitvoering van deze optie, bijvoorbeeld om verliezen in de landbouw als gevolg van droogte te verminderen. Indien overmatige hoeveelheden van bepaalde parameters (bv. stikstof) aanwezig zijn of worden toegepast in geïrrigeerd water, kan de productie van verschillende algemeen geteelde gewassen worden verstoord als gevolg van overstimulatie van de groei, vertraagde rijpheid of slechte kwaliteit.

Het EU-beleid waarin de maatregel kan worden bevorderd via de overstromingsrichtlijn (KR) en de kaderrichtlijn water (KRW). De overstromingsrichtlijn verplicht de lidstaten om te beoordelen of alle waterlopen en kustlijnen risico lopen op overstromingen, om de omvang van de overstromingen en de activa en mensen die risico lopen in deze gebieden in kaart te brengen en om adequate en gecoördineerde maatregelen te nemen om dit overstromingsrisico te verminderen. De gegevens kunnen ook afkomstig zijn van GMES. Er bestaat al een Europees waarschuwingssysteem voor overstromingen (EFAS), een systeem voor vroegtijdige overstromingswaarschuwing dat een aanvulling vormt op nationale en regionale systemen. Het voorziet de nationale instituten en de EG van informatie over mogelijke rivieroverstromingen binnen de komende drie of meer dagen.

1-5 jaar.

Variabel.