Toegepast Onderzoek

[English]

 

 

Meerjarenplan toegepast meteorologisch onderzoek 2002-2006

Inhoud:

1. Inleiding
2. De hoofdlijnen van het onderzoek nader uitgewerkt

2.1 Detailbeschrijving van weer en klimatologie van Nederland
2.2 Beter toesnijden van weersinformatie op specifieke gebruikersgroepen
2.3 Verhogen van de toegankelijkheid van meteorologische gegevens
2.4 Handhaving/verhoging van kwaliteit en efficiëntie van operationele systemen
2.5 Internationale inbedding

3. Aanpak 3.1 Waarnemingen en waarneemsystemen
3.2 Modellen
3.3 Klimatologisch onderzoek
3.4 Gegevensinfrastructuur

4. Externe relaties 4.1 Overheid
4.2 Service providers
4.3 Luchtvaart
4.4 Internationale samenwerkingsverbanden
4.5 Onderzoeksinstanties binnen Nederland

Appendix: Acroniemenlijst

 

 

1. Inleiding

Binnen het KNMI wordt onderzoek verricht naar weer, klimaat en seismologie. Het meteorologische (weer-gerelateerde) onderzoek is er primair op gericht de kwaliteit, beschikbaarheid en toegankelijkheid van de meteorologische basisdata (waarnemingen en modelgegevens) permanent op een hoog niveau te houden, en waar nodig te verbeteren. Het onderzoek is sterk toepassingsgericht, in de zin dat onderzoeksresultaten waar mogelijk worden ingebracht in en toegepast voor de operationele praktijk. Bij het opstellen van onderzoeksplannen en –prioriteiten wordt een evenwicht nagestreefd tussen het inspelen op nieuwe mogelijkheden geboden vanuit wetenschap en techniek, en het tegemoet komen aan de behoeftes van operationele gebruikers.

Vanuit zijn overheidstaak is het KNMI verantwoordelijk voor het optimaal houden van de Nederlandse meteorologische kennis- en data-infrastructuur binnen de daartoe beschikbaar gestelde middelen. Het KNMI wil zich daarbij binnen Nederland profileren als hét centrum van waaruit informatie, kennis en data worden geleverd op het gebied van weer, klimaat en seismologie, ten behoeve van veiligheid, economie en een duurzaam milieu. Het instituut zal zich sterker dan in het verleden oriënteren op de belangen en behoeftes van haar externe afnemers. Uit deze strategische overwegingen zijn de volgende hoofddoelen afgeleid voor de meteorologische R&D activiteiten voor de periode 2002-2006:

 

2. De hoofdlijnen van het onderzoek nader uitgewerkt

2.1 Detailbeschrijving van weer en klimatologie van Nederland

De trend naar een grotere ruimtelijke detaillering van het waargenomen en verwachte weerbeeld boven Nederland wordt doorgezet. In toenemende mate wordt daarbij gebruik gemaakt van hoge resolutie remote sensing observaties vanuit satellieten en vanaf het aardoppervlak. Een speerpunt op dat terrein voor de komende jaren zal zijn het optimaal uitbaten van de Nederlandse radars, door het inzetten van de Doppler snelheidsinformatie (fig.1) en het verbeteren van de kwantitatieve betrouwbaarheid van de radar neerslaggegevens. Andere belangrijke hoge resolutie waarneemsystemen waaraan onderzoek zal worden verricht, zijn de Meteosat Second Generation (MSG) satelliet, wind profilers en GPS.
 

Fig. 1: Ruisonderdrukking en verwijdering van de snelheidsambiguïteit in de Doppler data van de radar van De Bilt, door toepassing van de dual-PRF techniek en het correctie-algoritme ontwikkeld door Holleman en Beekhuis (2002). Getoond zijn dual-PRF radiële windsnelheden voor 6 november 2000, 14h54 UTC, als functie van afstand tot de radar en azimuth. De azimuth scan is genomen op een elevatie van 0.5 graad, gebruik makend van pulsfrequenties van 750 en 1000Hz. Horizontaal en verticaal zijn respectievelijk weergegeven de afstand tot de radar en het azimuth. Een rode kleur correspondeert met windsnelheden van de radar af gericht, blauw staat voor windsnelheden naar de radar toe. De linker figuur toont de ruwe Doppler radiële windsnelheden. In het beeld is ruis aanwezig (vooral bij kleine afstanden tot de radar) en uitbijters in de homogene gebieden (veroorzaakt door de Doppler ambiguiteit); de spiegeling van het Fortis gebouw in Utrecht is zichtbaar als de horizontale rode streep bij een azimuth van 245 graden. De figuur rechts laat het Doppler snelheidsbeeld zien na ruisonderdrukking en verwijdering van de geblokkeerde azimuths en de snelheidsambiguiteit. Uit vergelijking van beide figuren is duidelijk te zien dat het correctie-algoritme van Holleman en Beekhuis in staat is om de snelheidsambiguïteit en de meeste ruis en verontreinigingen uit het snelheidsbeeld te verwijderen.Op deze wijze worden radiële snelheidsgegevens verkergen van hoge kwaliteit, die geschikt zijn voor verdere verwerking en assimilatie.

Begin 2002 wordt het operationele HIRLAM model vernieuwd en aanmerkelijk in resolutie verhoogd. In het kader van het HIRLAM-6 onderzoeksproject (2003-2005) zal het potentieel van verdere kwaliteitsverbetering door de assimilatie van fijnschalige remote sensing data en de inzet van realistischer fysische parametrisaties (m.n. bewolking) verder worden onderzocht. Ook voor de maritieme modellen WAQUA en Nedwam zijn gedetailleerde versies in ontwikkeling. Daarnaast zullen fysische nabewerkingsmethodes die zijn opgezet om voor specifieke weerparameters (m.n. wind) zeer hoge resolutie (ca. 1km) verwachtingen te kunnen maken, worden uitontwikkeld en geoperationaliseerd.

De extremenstatistiek van het Nederlandse windklimaat zal verder worden aangescherpt. Ook het neerslag- en verdampingsklimaat zal up-to-date worden gemaakt en geregionaliseerd.

Het onderzoek naar betere methodes voor het detecteren en verwachten van gevaarlijk weer wordt onverkort voortgezet. De hoogste prioriteit zal daarbij de komende tijd gegeven worden aan het ontwikkelen van nauwkeuriger en bruikbaarder waarnemingen en verwachtingsmethodes voor (extreme) neerslag en zware convectie. In toenemende mate zullen kansverwachtingen worden ingezet als gereedschap bij de interpretatie van mesoschaal fenomenen, in het bijzonder in gevallen van gevaarlijk (lokaal) weer (onweer, mist, gladheid).

2.2 Beter toesnijden weersinformatie op specifieke gebruikersgroepen

Aan een viertal gebruikersgroepen zal de komende tijd met name aandacht worden besteed: kust- en havenautoriteiten, waterbeheerders, luchtvaart, en milieubeheer.

Voor de begeleiding van de scheepvaart in de vaargeulen langs de Nederlandse kust bestaat grote behoefte aan ruimtelijk meer gedetailleerde weersinformatie, met name wind, op schalen van ca. 1km. Om dergelijk fijnschalige informatie mogelijk te maken worden zgn. downscaling technieken ontwikkeld en getoetst,in nauwe samenwerking met Rijkswaterstaat.

Ten behoeve van hydrologische gebruikers wordt intensief onderzoek verricht naar het verbeteren van de kwantitatieve beschrijving van de waargenomen en verwachte neerslag, en het neerslagklimaat, boven Nederland. Ook zal worden bestudeerd wat de mogelijkheden zijn om beschikbare informatie over de kans op bepaalde meteorologische gebeurtenissen beter door hydrologische gebruikers te laten benutten,en om de aansluiting tussen meteorologische en klimatologische informatie enerzijds en hydrologische modellen anderzijds te optimaliseren.

Ten behoeve van de veiligheid van de luchtvaart zullen verbeterde verwachtingsmethoden voor de kans op slecht zicht, windstoten en (gevaarlijke) convectie worden ingezet. Met behulp van downscaling zullen gedetailleerder windanalyses en -verwachtingen op en nabij de start- en landingsbanen van Schiphol beschikbaar worden gemaakt, die kunnen worden ingezet voor het baantoewijzingsbeleid of het modelleren van de geluidsbelasting in de omgeving. Het meetnet rondom Schiphol zal worden aangepast op de komst van de vijfde baan en op de ontwikkelingen in het kader van de automatisering van visuele waarnemingen.

Tenslotte zal meer aandacht worden besteed aan het beter inzetten van weersinformatie ten behoeve van het milieubeheer. Zeer gedetailleerde windinformatie kan bijvoorbeeld worden ingezet voor het bepalen van de lokale verspreiding van luchtverontreiniging of van geluidsbelasting. Met partners uit de energiewereld wordt onderzocht in hoeverre betere meteorologische informatie kan bijdragen aan accuratere productieprognoses van duurzame (wind- en zonne-) energie.

2.3 Verhogen van de toegankelijkheid van meteorologische en klimatologische gegevens

Het KNMI streeft naar een optimale ontsluiting van meteorologische waarnemingen en modelgegevens voor gebruikers uit de overheid, het bedrijfsleven en de Nederlandse samenleving. Hiermee wil het KNMI zich profileren als hét operationeel data centrum voor weersinformatie in Nederland (KNMI als Operationeel DAta Centrum ofwel KODAC). Beoogd wordt om dit te realiseren d.m.v.

2.4 Handhaving en/of verhoging van de kwaliteit en efficiëntie van operationele systemen

Het KNMI heeft tot taak het in stand houden van een optimale en kostenefficiënte infrastructuur voor het meteorologisch waarnemen en de gegevensverwerking. Ten aanzien van het meetnet zal de hoogste prioriteit de komende tijd gegeven worden aan de herinrichting en vernieuwing van het Europese en het Nederlandse waarneemnet. In de periode 2002-2006 zal een eerste opzet van een Europees Composite Observing System worden geïmplementeerd. Voor Nederland wordt gewerkt aan de realisatie van een "Composite Observing System NEDerland (COSNED)", waarin nieuwe typen meettechnieken en sensoren worden opgenomen. Onderzoek wordt gedaan naar de meest optimale inrichting van waarnemingsnetwerken, zowel ten behoeve van de algemene meteorologie als voor klimaatmonitoring.Veel aandacht zal zijn vereist voor een verantwoorde uitvoering van de beoogde automatisering van de visuele waarnemingen.

De infrastructuur voor de inwinning en verwerking van remote sensing beeldinformatie zal geheel worden vernieuwd, en gereed gemaakt voor de ontvangst van nieuwe soorten data (MSG, radar Doppler gegevens, METOP/EPS, etc.). Begin 2002 zal een forse uitbreiding van de rekencapaciteit voor de operationele modelproductie de introductie van gedetailleerdere verwachtingsmodellen mogelijk maken. Ook de systemen voor archivering van historische waarnemingen zullen worden vernieuwd en uitgebreid met meer soorten gegevens.

Tenslotte is er blijvende aandacht voor kwaliteitsborging van de actuele en historische basisdata, middels de verbetering van de kwaliteitscontrole van actuele waarnemingen, het vastleggen van metadata en aanbevolen werkwijzes, en een versterking van het wetenschappelijk beheer van klimatologische data.

2.5 Internationale inbedding

Het onderzoek is stevig ingebed in Europese samenwerkingsverbanden en zal dat ook in de toekomst blijven. In toenemende mate speelt de organisatie van Europese meteorologische diensten, EUMETNET, daarbij een actieve rol. Daarnaast zijn onder meer de EUMETSAT Satellite Application Facility (SAF) projecten en de onderzoekssamenwerking in het kader van het HIRLAM project van groot belang. In Europees kader wordt actief bijgedragen aan het stimuleren van, en participeren in projecten en programma's.

 

3. Aanpak

Het meteorologische onderzoek wordt uitgevoerd binnen een viertal thema's:

3.1 Waarnemingen en waarneemsystemen

De doelstellingen voor de komende jaren ten aanzien van het onderzoek naar meteorologische waarnemingen en waarneemsystemen zijn als volgt:

In het kader van het EUMETNET EUCOS-programma zal de komende jaren een herinrichting van het Europese synoptische meetnet plaatsvinden. Doelstelling is om het synoptisch meetnet zo effectief en efficiënt mogelijk te benutten, onder meer door het verdichten van het aantal waarnemingen boven zee ten koste van de dichtheid boven land, en door het vervangen van radiosondes en visuele waarnemingen door nieuwe waarneem- technologieën. Het KNMI levert hieraan een bijdrage middels onder meer de projecten PWS- SCI en E-AMDAR/QevC. Ook de vernieuwing en herinrichting van het Nederlandse meetnet zal worden voortgezet. Voorzien wordt dat de huidige visuele waarnemingen de komende jaren volledig zullen worden geautomatiseerd. Verder zal de indeling en functionaliteit van het meetnet in Nederland en op de Noordzee worden herbezien (projecten SWANET-NL, WOLWO).

De stroom van relevante weersinformatie uit satellieten zal explosief toenemen, te beginnen met de lancering van de Meteosat Second Generation (MSG) satelliet medio 2002. Om hierop te kunnen inspelen, wordt de infrastructuur voor het inwinnen, verwerken en distribueren van beeldinformatie uit satellieten waar nodig aangepast (project OMNIVOOR- Beelden). Voorbereidingen zullen verder worden getroffen voor de komst van METOP/EPS en ENVISAT, en voor de ontwikkeling van nieuwe LIDAR-instrumenten. In het kader van de Ocean and Sea Ice SAF en de Numerical Weather Prediction SAF worden respectievelijk nieuwe wind- en zeeijsproducten, en algoritmes voor kwaliteitscontrole en assimilatie van scatterometer data ontwikkeld. Daarnaast wordt ondersteuning geleverd bij de implementatie en operationalisatie van een internationale gebruikersinfrastructuur voor atmosferische chemie gegevens (Sciamachy, OMI, GOME-2, etc.).

Voor een goed weerbeeld voor Nederland en Europa zijn hoge resolutie remote sensing waarnemingen vanaf de grond van toenemend belang; het gebruik van dergelijke gegevens zal de komende jaren sterk groeien. Hoge prioriteit heeft daarbij het volledig uitbaten van de Doppler capaciteit van de Nederlandse neerslagradars. Algoritmes voor kwaliteitscontrole, schoning en correctie voor verticale radar windprofielen en radiële snelheidsvelden zijn in ontwikkeling. Daarna zullen de mogelijkheden om drie-dimensionele windinformatie af te leiden aan de hand van dual-Doppler technieken worden onderzocht. Een tweede speerpunt is het afleiden van betere kwantitatieve neerslaginformatie uit radarbeelden, ten behoeve van hydrologische toepassingen. Correcties voor de systematische fouten van de radar neerslag zijn reeds bepaald; onderzoek zal worden gedaan naar methodes om ook niet-systematische (weersafhankelijke) fouten in de radar neerslagintensiteit te verwijderen.

Twee veelbelovende remote sensing technieken, die rijp lijken te zijn voor operationeel gebruik, zijn wind profiling en de afleiding van waterdampinformatie uit GPS-systemen. Bezien zal worden wat de mogelijkheden zijn om een nationaal netwerk van wind profilers te introduceren, waarin het KNMI hoopt te kunnen samenwerken met de Koninklijke Luchtmacht. In het kader van het project COST-716 is een near-real-time inwinning en verwerking van Europese GPS waarnemingen van geïntegreerd waterdamp kolommen (IWV) opgezet (fig. 2). De kwaliteit en impact hiervan op weermodellen zal nader worden onderzocht.

Fig. 2: IWV kolommen zoals gemeten met GPS. Getoond zijn gegevens die in near-real-time zijn verkregen van het grondstation Delft, vergeleken met geanalyseerde vochtkolomwaarden voor diezelfde locatie uit het HIRLAM model. Daarnaast zijn IWV-waarden afgeleid uit METEOSAT infrarood (IR) en waterdamp (WV) beelden weergegeven.

Een belangrijk aandachtspunt in de komende jaren is tenslotte de kwaliteitsborging van de actuele waarnemingen. Het Handboek Waarnemingen, waarin "best practices" voor het waarnemen en het inrichten van waarneemterreinen worden vastgelegd, zal de komende jaren worden gecompleteerd. Een aanvang wordt binnenkort gemaakt met de opzet van een automatisch kwaliteitscontrolesysteem voor real-time waarnemingen. De beoogde automatisering van de visuele waarnemingen zal gepaard moeten gaan met een intensieve begeleiding en een functioneel kwaliteitsoordeel over de nieuwe instrumentatie en werkwijzen. Eenzelfde mate van zorgvuldigheid zal in acht genomen worden ten aanzien van de vereiste aanpassingen in het meetsysteem en de werkwijze van de waarnemers op Schiphol in verband met de aanleg van de vijfde baan.

3.2 Modellen

Het onderzoek naar de modellen die worden gebruikt ten behoeve van de weersverwachting kent de volgende speerpunten:

  • het verbeteren van methodes voor het detecteren en verwachten van gevaarlijk weer, voor de algemene weersverwachting (weeralarm) en ten behoeve van de luchtvaart. Daarbij zal de nadruk vooral liggen op het verbeteren van de verwachtingskwaliteit voor de positionering en intensiteit van extreme neerslag, ten behoeve van nauwkeuriger verwachtingen voor hoogwaterstanden en wateroverlast, en voor zware convectie.
  • het verkrijgen van een ruimtelijk en temporeel gedetailleerder beeld van het weer en de toestand van het zeeoppervlak voor Nederland en omgeving. De ruimtelijke resolutie van het atmosfeermodel HIRLAM en de waterbewegingsmodellen WAQUA en NEDWAM wordt hiertoe in 2002 opgevoerd tot ca. 10km. Om de kwaliteit van deze mesoschaal modellen verder te verhogen, zullen nieuwe soorten hoge resolutie waarnemingen worden geassimileerd, en zullen nieuwe fysische parametrisaties worden ingezet. Ook wordt onderzoek verricht naar de mogelijkheden van nog grotere ruimtelijke detaillering middels fysische en/of statistische nabewerking, tot schalen van ca. 1 km.
  • In toenemende mate zal informatie omtrent de onzekerheid van de weerssituatie en – verwachting, in de vorm van kansverwachtingen beschikbaar worden gemaakt, met name voor toepassing in situaties van extreem of gevaarlijk weer.
Centraal in het onderzoek naar modellen staat het HIRLAM model en onderzoeksproject. Gedetailleerde plannen voor het onderzoek aan HIRLAM voor de periode 2003-2005 zullen worden vastgelegd in het kader van het komende HIRLAM-6 project. Begin 2002 zal de operationele inzet plaatsvinden van het HIRLAM5.0.6 model op mesoschaal resolutie (een genest model met roosterpuntsafstanden van 22km en 11km). Daarop zal volgen de inzet van 3D-VAR (in 2002) en later 4D-VAR assimilatie in HIRLAM. Daarmee wordt de assimilatie van een groot aantal soorten remote sensing data beter mogelijk. Begin 2002 zullen Quikscat scatterometer data worden ingebracht in HIRLAM; dit zal worden gevolgd door inzet van en impact studies naar onder meer radar wind profielen, tangentiële wind, en neerslag; wind profiler data; GPS vochtkolommen; en nieuwe MSG producten. Onderzoek zal worden verricht naar de mogelijkheden om de impact van de assimilatie van vocht te verbeteren. Verder zal gebruik worden gemaakt van de algoritmes en kennis ontwikkeld binnen de Numerical Weather Prediction SAF.

Ten aanzien van de fysica van HIRLAM, zal in 2002 een nieuw bodemschema worden ingevoerd, ter verbetering van de temperatuurbeschrijving en vochtbalans aan het oppervlak. Veel aandacht wordt de komende jaren verder besteed aan de karakterisatie en verificatie van bewolking, (extreme) neerslag en convectie.

Om de HIRLAM mesoschaal verwachtingen ruimtelijk nog verder te kunnen verfijnen en in kwaliteit verbeteren, worden fysische en statistische nabewerkingsmethodes, en combinaties daarvan, onderzocht. Het meest veelbelovend lijkt hierbij de zgn. downscaling methode die in 2001 op verzoek van kustbeheerders van Rijkswaterstaat is opgezet om windvelden met een resolutie van ca. 1km af te leiden uit HIRLAM (fig.3). Deze methode zal in 2002 uitgebreid worden gevalideerd en uitontwikkeld. Het potentieel van combinaties van fysische en statistische postprocessing voor temperatuur en neerslag wordt nog bestudeerd. Door radar neerslag, het radar hagel product en het METCAST bewolkingsmodel te combineren, zal worden geprobeerd om korte termijn (0-12h vooruit) verwachtingen van neerslag, bewolking en hagel te verbeteren. In de loop van 2002 zal een nieuwe methode om windstoten te bepalen operationeel worden ingezet. Het verspreidingsmodel PUFF zal computertechnisch worden vernieuwd, en de grenslaagformulering ervan zal worden verbeterd.


 

Fig.3: Een voorbeeld van downscaling van HIRLAM 10m wind analyses naar een zeer fijn rooster (roosterpuntsafstand 1km) over Nederland. In de middag van 28 mei 2000 passeerde een compacte stormdepressie Nederland, wat leidde tot windsnelheden van 10 Bft in de zuidelijke Noordzee, en 9 Bft over het IJsselmeer. Van links naar rechts worden getoond de geanalyseerde windvelden voor het gebied rondom het IJsselmeer van het operationele HIRLAM model (met een 55km rooster), van het HIRLAM model op een 11km rooster, en van de downscaling module toegepast op het 11km HIRLAM model. Het effect van de ruimtelijke resolutie op de mate van detail in de windvelden is duidelijk te zien. De windsnelheden verkregen door de downscaling module zijn het best in overeenstemming met de waarnemingen, en laten scherpe, realistische gradiënten zien in de omgeving van land-zee overgangen.

Ook bij de maritieme modellen wordt de trend naar een grotere ruimtelijke detaillering onverkort doorgezet. Binnen het Rijkswaterstaat project Nautilus worden zeer hoge resolutie waterbewegingsmodellen opgezet en getoetst voor de kustwateren. Voor het IJsselmeer wordt een fijnschalig golfmodel ontwikkeld op basis van NEDWAM. Onderzocht zal worden hoe de forcering van de maritieme modellen kan worden verbeterd door de inzet van mesoschaal HIRLAM en downscaling wind of impulsflux invoer, en van vernieuwde drag parametrisaties. Nieuwe formuleringen van diverse brontermen van het golfmodel NEDWAM zullen worden getoetst, te beginnen met de niet-lineaire golf-golf interactie.

Op het gebied van statistische postprocessing zal de komende tijd vooral onderzoek worden verricht naar het verbeteren van de korte-termijn regionale verwachtingen van neerslag en convectie. Gestreefd wordt naar een intensiever en breder gebruik van kansverwachtings- producten, zowel in de eigen weerkamer (met name in gevallen van gevaarlijk weer: storm, extreme neerslag, onweer, gladheid, mist) als bij afnemers. Cost-loss analyses kunnen worden opgezet om dergelijke probabilistische informatie beter in te bedden in het beslissingsproces van de gebruiker. Begeleiding zal worden geleverd bij de operationele inzet van de voor de luchtvaart meteorologie ontwikkelde TAF en TREND gidsen in de weerkamer.

3.3 Klimatologisch onderzoek

De prioriteiten voor het klimatologisch onderzoek voor de komende jaren zijn:

  • (het verbeteren van) de beschrijving van het klimaat van Nederland; inzet van deze kennis ten behoeve van diverse beleidsterreinen van de Rijksoverheid;
  • het ontwikkelen van nieuwe producten voor het monitoren van het Nederlandse klimaat;
  • het toegankelijk maken en homogeniseren van langjarige klimaatreeksen ten behoeve van het klimaatonderzoek;
  • de uitwisseling en interpretatie van klimatologische gegevens op Europese schaal;
  • het ontsluiten van kwalitatief hoogstaande historische data op kosten-efficiënte wijze voor afnemers binnen en buiten het KNMI.
Ter ondersteuning van het beleid ten aanzien van de Nederlandse waterkeringen wordt in het kader van het HYDRA-project de extremenstatistiek van wind langs de Nederlandse kust opnieuw vastgesteld en verbeterd. Ten behoeve van het beheer van de Nederlandse watersystemen zal ook het neerslag- en verdampingsklimaat van Nederland worden geactualiseerd en geregionaliseerd. Begin 2002 zal verder het normalenboek 1971-2000 worden afgerond en gepubliceerd.

Het archiveringsbeleid zal worden verruimd, in de zin dat meer waarnemingen met een hoge temporele resolutie en meer beeldinformatie (zoals radarbeelden) zullen worden opgeslagen. Hiermee zal in de toekomst meer en nauwkeuriger informatie beschikbaar komen voor klimatologische analyses.

Om het onderzoek naar klimaattrends te faciliteren, wordt gewerkt aan het toegankelijker maken van kwalitatief hoogwaardige langjarige waarneemreeksen. In het kader van het HISKLIM project worden Nederlandse meetreeksen gedigitaliseerd en gehomogeniseerd. Binnen het ECA project is voor een groot aantal Europese landen klimatologische informatie verzameld aan de hand waarvan de ontwikkeling van het Europese klimaat kan worden bestudeerd (zie voor een voorbeeld fig.4). Deze uitzonderlijke dataset van hoge resolutie stationsreeksen wordt in elektronische vorm via internet toegankelijk gemaakt, en zal de komende jaren verder worden gehomogeniseerd en geanalyseerd. Hierbij zal de nadruk liggen op beschrijvingen van veranderingen in extremen.

Fig.4: Verdeling over Europa van de trend in het jaarlijkse aantal vorstdagen over de periode 1946-1999 (bron: ECA-rapport)

Steeds meer klimatologische datasets en producten (inclusief bijbehorende metadata) zullen via internet vrijelijk aan de buitenwereld ter beschikking worden gesteld. Het EUMETNET/ ECSN project European Climate Database (ECD), waarin het KNMI de dataset die is verzameld binnen het ECA project digitaal zal ontsluiten, is hiervan een voorbeeld.

3.4 Gegevensinfrastructuur

De belangrijkste doelstelling binnen dit onderzoeksthema is het realiseren van een verbeterde ontsluiting van en toegang tot meteorologische basisdata voor derden, d.m.v.

  • het stimuleren van het gebruik van internet als interface;
  • het toegankelijk maken van meer soorten gegevens via daarvoor geschikte databases
  • het inzetten van toegankelijker (niet-meteorologische) gegevensformaten
Er wordt naar gestreefd om, naast de bovengenoemde klimatologische gegevens, ook steeds meer actuele meteorologische data via internet ter beschikking te stellen. Relationele databases voor waarnemingen, modellen, beeldinformatie van remote sensing instrumenten, en klimatologische gegevens, waarmee gebruikers gewenste gegevens gemakkelijker kunnen opvragen en benaderen, zijn in ontwikkeling, en zullen de komende jaren in gebruik worden genomen.

Geschikte interfaces worden ontwikkeld waarmee deze databases via internet kunnen worden bevraagd; een voorbeeld daarvan is het in ontwikkeling zijnde SCIAMACHY Data Centrum, waarmee Nederlandse onderzoekers toegang zullen krijgen tot gegevens van het SCIAMACHY instrument. In het kader van het EU-project DATAGRID worden nieuwe ICT- technieken, gebaseerd op het GRID-concept, ingezet voor een applicatie waarmee atmosferische chemie data kunnen worden opgevraagd en uitgewisseld.

Ook zal het beschikbare aantal historische gegevens worden vergroot doordat meer gegevens worden gearchiveerd dan vroeger het geval was; voorbeelden daarvan zijn het geplande verhogen van de tijdsresolutie van historische waarnemingen van het Nederlandse meetnet van uur- naar 10-minutengemiddelden, en het opslaan van radar (Doppler) beeldinformatie.

De binaire formaten GRIB en BUFR die standaard worden gebruikt bij de uitwisseling van meteorologische gegevens, zijn weinig toegankelijk voor niet-meteorologische gebruikers. Daarom zullen ook wijder verspreide dataformaten zoals HDF-5 worden ingezet bij de routinematige gegevensverstrekking aan derden.

 

4. Externe relaties

Het meteorologische onderzoek van het KNMI is sterk toepassingsgericht. Daarom wordt geregeld overleg gevoerd met afnemers van data, kennis en advies vanuit de overheid, de meteorologische dienstverleners en de luchtvaartsector. Het onderzoek is sterk ingebed in internationale samenwerkingsverbanden. Ook met diverse nationale onderzoeksinstanties wordt intensief contact onderhouden.

4.1 Overheid

Op het gebied van onderzoek ten behoeve van waterbeheer en kustveiligheid wordt samengewerkt met onderzoeksinstanties en afnemers van Rijkswaterstaat: RIKZ, RIZA, SVSD en verschillende regionale diensten. Binnen een aantal projecten, zoals HYDRA, wordt onderzoek verricht ter beleidsondersteuning van Rijkswaterstaat. Ook wordt (tesamen met de maritieme meteorologen) gewerkt aan verbetering van de meteorologische informatievoor- ziening ten behoeve van de operationele taken van diverse regionale directies. Afstemming hierover vindt plaats in het HydroMeteoCentra (HMC) overleg. Met de Unie van Waterschappen en STOWA worden contacten onderhouden over de ontwikkeling en inzet van meteorologische expertise ten behoeve van hydrologische gebruikers. Samen met RIVM wordt gewerkt aan de ontwikkeling en het gebruik van modellen voor de verspreiding van gevaarlijke stoffen bij nucleaire of chemische calamiteiten. Het Ministerie van Defensie is een belangrijke partner voor het KNMI ten aanzien van het meteorologisch meetnet. Met name met de Koninklijke Luchtmacht worden nauwe contacten onderhouden op het gebied van de vernieuwing van de Nederlandse waarneeminfrastructuur.

4.2 Meteorologische service providers

Nationaal heeft het KNMI de rol van leverancier van meteorologische basisdata aan commerciële service providers als MeteoConsult en Holland Weather Services. Met deze providers wordt regulier overleg gevoerd ten aanzien van de producten die het KNMI ter beschikking stelt en het databeleid. Een aantal grote service providers heeft daarnaast behoefte geuit aan het regelmatig houden van een meer op wetenschappelijk-inhoudelijke ontwikkelingen gericht overleg. Dit zal in de loop van 2002 nader worden uitgewerkt.

4.3 Luchtvaart

Het luchtvaartmeteorologisch onderzoek is gebaseerd op de afspraken en normstellingen gehanteerd binnen de internationale luchtvaartorganisatie ICAO. Met de Luchtvaart Veiligheidsdienst Nederland (LVNL) en de luchthaven Schiphol vindt regelmatig afstemming plaats over de meteorologische infrastructuur, de bouwactiviteiten op de luchthaven, en de consequenties daarvan voor de vliegveiligheid. In overleg met de afnemers wordt gewerkt aan verbetering en uitbreiding van de meteorologische dienstverlening aan de civiele luchtvaart. Daarnaast wordt meteorologische expertise geleverd ten behoeve van het beleidsgerichte luchtvaartonderzoek dat door het programmaburau Flyland voor Verkeer en Waterstaat wordt geëntameerd.

4.4 Internationale samenwerkingsverbanden

Op mondiaal niveau wordt bijgedragen aan de activiteiten van de World Meteorological Organization (WMO), met name aan het World Weather Watch (WWW) programma. Daarnaast vindt afstemming en uitvoering van het meteorologisch onderzoek in toenemende mate plaats in Europees kader. EUMETNET, een informeel verband van 18 Europese weerdiensten, speelt hierbij een belangrijke rol, met bijvoorbeeld de EUCOS en ECSN programma's. Op het gebied van satellietwaarnemingen worden veel onderzoeksactiviteiten geïnitieerd vanuit EUMETSAT (bijv. de ontwikkeling van de Satellite Application Facilities) en ESA (bijv. de ontwikkeling van nieuwe soorten instrumenten in de Earth Explorer Missies). Voor de ontwikkeling van numerieke weermodellen is het HIRLAM project, een samenwerking tussen acht Europese landen, van cruciaal belang. In het kader van de EU Framework en COST programma's tenslotte worden op bilaterale basis R&D projecten opgezet en uitgevoerd samen met andere weerdiensten of onderzoeksinstituten.

4.5 Onderzoeksinstanties binnen Nederland

In het kader van haar overheidstaken onderhoudt het KNMI nauwe onderzoeksrelaties met een aantal instanties uit de Rijksoverheid. De belangrijkste daarvan zijn RIKZ (beheer en beleid t.a.v. de kustwateren), RIZA (waterbeheer, hoogwaterstanden) en VROM/RIVM (verspreiding van verontreinigende stoffen, calamiteitenberichtgeving).

Groot belang wordt gehecht aan een goede samenwerking met de Nederlandse universiteiten. KNMI betrekt afgestudeerde en postdoc onderzoekers van de universiteiten en verkrijgt in samenwerking toegang tot subsidiering door NWO en STW. Omgekeerd begeleidt het KNMI studenten en promovendi, en geeft het universitaire onderzoekers vrije toegang tot meteorologische data. Goede samenwerkingsrelaties bestaan er met de TU Delft (remote sensing en maritiem onderzoek), de Universiteit Wageningen (grenslaagonderzoek), de Rijksuniversiteit Leiden, TU Twente, het Nederlands Instituut voor Kern- en Hoge Energie Fysica (NIKHEF) en het universitair rekencentrum SARA (ICT-gericht onderzoek).

Ook met niet-universitaire technologische instituten en bedrijven wordt samenwerking in het kader van R&D projecten nagestreefd. In het licht van het remote sensing onderzoek bestaan er goede relaties met NLR en Fokker Space Systems. Ten aanzien van de ontwikkeling van maritieme modellen zijn WL/Delft Hydraulics en Alkyon belangrijke onderzoekspartners. Samen met ECN wordt onderzoek verricht naar het optimaliseren van lokale weersverwachtingen ten behoeve van producenten van duurzame energie.
 
 

Appendix: Acroniemen

AMDAR Aircraft Meteorological Data Relay
BUFR Binary Universal Form for the Representation of meteorological data
COSNED Composite Observing System of the Netherlands
COST Coordination of Science and Technology (EU programma)
E-AMDAR/QEvC Eumetnet AMDAR project;deelproject Quality Evaluation Center
E-ASAP Eumetnet ASAP project
ECA European Climate Assessment 2000 (project)
ECMWF European Center for Medium-range Weather Forecasts
ECSN European Climate Support Network (samenwerkingsverband)
EPS Ensemble Prediction System
EUCOS Eumetnet Composite Observing System (project)
EUMETNET European Meteorological Network (samenwerkingsverband)
EUMETSAT European Meteorological Satellite Organisation
EUROGOOS European Global Ocean Observing System (samenwerkingsverband)
GOME Global Ozone Measurement Experiment (instrument)
GPS Global Positioning System
GRIB Gridded Binary Format
HDF Hierarchical Data Format
HIRLAM High Resolution Limited Area Model
HISCLIM Historical Climate Data (project)
HYDRA Hydraulische Randvoorwaarden (project)
ICAO International Civil Aviation Organisation
KIS Klimatologisch Informatie Systeem
KLu Koninklijke Luchtmacht
KNMI Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut
KODAC KNMI als Operationeel DAta Centrum
METOP/EPS Meteorological Operational Polar Orbiting satellite/ EUMETSAT Polar System
METCAST METeosat Cloud Advection SysTem (wolkenprognosemodel)
METCLOCK METeosat CLOud Characterisation system KNMI
MSG Meteosat Second Generation satelliet
NEDWAM Nederlands WAve Model (golfmodel)
NLR Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium
NWP-SAF Numerical Weather Prediction SAF
OMI Ozone Monitoring Instrument
O&SI SAF Ocean and Sea Ice SAF
PWS/SCI Present Weather Sensor/Scientific Group (EUMETNET project)
RIKZ RijksInstituut voor Kust en Zee
RIVM RijksInstituut voor Volksgezondheid en Milieu
RIZA Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling
SAF Satellite Application Facility
SCIAMACHY Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography
SEVIRI Scanning Enhanced Visible and Infrared Imager
STOWA Stichting Toegepast Onderzoek voor de Waterschappen
SVSD Stormvloed Sein Dienst
SWANET-NL Synoptisch WAarneemNET Nederland
TAF Terminal Areodrome Forecast
WAQUA WAter Quality model (waterstandsmodel)
WMO World Meteorological Organisation
WOLWO Wind Over Land-Water Overgangen (project)