Hoogwater in de IJssel, januari 2018. Door toename van winterneerslag nemen de piekafvoeren van rivieren in Europa toe. Een half jaar later werd de laagste rivierstand ooit bereikt. Credit beeld: Maria Kolossa.
Gastblog van Rolf Schuttenhelm
We krijgen in Nederland langzaamaan wat oog voor de lange termijn effecten van zeespiegelstijging. Maar als we naar het water kijken, is dat maar het halve verhaal. Hoog tijd om ook naar de binnendijkse uitwerking van klimaatverandering te kijken. Zoals de invloed van neerslagveranderingen op rivierstanden.
Klimaatverandering vergroot in Europa verschillen in rivierwaterstanden. De winterafvoer wordt gemiddeld hoger en de zomerafvoer juist lager. Maar niet elke rivier gedraagt zich hetzelfde, blijkt uit nieuw onderzoek. Vooral rivieren in Noordwest-Europa hebben door een toename van regenval in de herfst en winter hogere piekafvoeren. Een aantal van deze rivieren treedt dan ook vaker buiten hun oevers.
Drie grote trends: meer verdamping, meer regen, minder sneeuw
Rond de Middellandse Zee drogen rivieren juist langzaam op door toenemende verdamping. Ook in Oost-Europa komen rivieroverstromingen minder vaak voor. Hier is de oorzaak een afname van de sneeuwbedekking in de winter. De voorjaarsdooi valt weliswaar steeds vroeger in, maar brengt dan minder smeltwater in beweging.
We danken de inzichten aan een onderzoek waar 47 wetenschappers uit diverse Europese landen aan hebben meegewerkt, onder leiding van de Technische Universiteit Wenen. Zij vergeleken voor 3.700 meetpunten de ontwikkeling van de hoogste waterafvoeren van alle grote rivieren in Europa, over de vijftig jaar tussen 1960 en 2010. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature.
Het verschilt sterk van rivier tot rivier, schrijven de onderzoekers: de afvoer van sommige rivieren neemt met 18 procent per decennium toe, terwijl andere rivieren in tien jaar tijd bijna een kwart van hun water hebben verloren.
Op basis van veranderingen van de piekafvoeren en de onderliggende klimaatdrijvers definiëren de auteurs drie regio’s in Europa: (1) Noordwesten, met toename piekafvoeren en overstromingen door toename winterneerslag, (2) Zuiden, met afname door dominate toename van verdamping in stroomgebieden en (3) Oosten, met afname overstromingen door afname sneeuwbedekking.
Droge zomer en natte winter geeft in Rijn tien meter verschil
In Nederland is de seizoensfluctuatie in de rivieren fors: de Rijn kan in de winter bij Lobith maar liefst tien meter hoger staan dan in de zomer. Dat betekent dat wateroverlast hier vooral een probleem is tijdens extra natte winters – en te lage waterstanden juist tijdens extra droge zomers.
Een aantal extreme voorbeelden zijn heel recent: zo bracht de recorddroge zomer van 2018 de laagste Rijnstand ooit: 6,61 meter boven NAP. De scheepvaart viel toen stil en in kustgebieden kreeg de landbouw last van zout grondwater. Slechts een half jaar eerder werd tijdens een zeer natte januari juist een van de hoogste waterstanden gemeten: 14,64 meter.
Het absolute record staat nog steeds voor 31 januari 1995: een waterstand van 16,63 meter boven NAP. Vanwege het risico op dijkdoorbraken werden in Nederland toen 250.000 mensen geëvacueerd.
Afvoer en overstromingsrisico zijn niet hetzelfde
Sindsdien zijn in het stroomgebied van de Rijn extra waterbergingen ingericht en wordt geprobeerd knelpunten in de uiterwaarden weg te nemen. Zo kunnen bruggen en plekken waar de winterdijken dicht op elkaar staan na langdurige regen zorgen voor extra opstuwing. Bovenstrooms is er dan een groter risico op overstromingen. Door zulke maatregelen kan de rivier meer water afvoeren, terwijl het water toch minder hoog tegen de dijken komt.
De auteurs waarschuwen dan ook dat juist rond rivieren met afnemende waterafvoer extra risico’s kunnen ontstaan, omdat hier mogelijk geen beschermende maatregelen worden uitgevoerd. Gezien de toenemende grilligheid van neerslagpatronen kunnen gemeenschappen rond zulke rivieren onvoorbereid zijn op de gevolgen van extreem weer.
Grillige rivieren naast een stijgende zeespiegel: extra problemen
Een recente modelstudie in Nature Climate Change bevestigt die toenemende grilligheid: in een twee graden warmere wereld krijgt Europa – in elk geval in de zomermaanden – te maken met een toename van ‘persistent weer’. Zowel periodes van extreme regenval als van extreme droogte (eventueel in combinatie met hitte) zullen gemiddeld langer aanhouden. En net als in 2018 kunnen zeer hoge en zeer lage rivierstanden elkaar dan verrassend snel opvolgen.
Deze rivierfluctuaties kunnen in de toekomst ook de gevolgen van zeespiegelstijging uitvergroten. Tijdens zeer lage rivierstanden wordt de verzilting door zeespiegelstijging uitvergroot – terwijl een combinatie van toenemende winterneerslag en zeespiegelstijging kan zorgen voor forse landinwaartse opstuwing van rivierstanden, met name wanneer stormvloed en piekafvoeren samenvallen.
Uit berekening van het KNMI (puur kijkend naar neerslagveranderingen) kunnen extreme piekafvoeren als het record van 1995 zich rond 2085 tienmaal zo vaak voordoen: niet langer eens per eeuw, maar elke tien jaar. Daar moeten de nieuwe zeespiegelprojecties dan nog bij worden opgeteld. Die op dit moment nog in een kluisje liggen bij het IPCC.
De Waal tijdens het hoogwater van januari 2018, Credit beeld: Maria Kolossa.
Klimaatverandering 
Dag Hans Custers,
Goed stuk over een belangrijk onderwerp.
Wat nog wel een rol speelt voor de Rijn, is dat ook het regime van de afvoer in de loop van het jaar verandert door de opwarming, waardoor de gletsjers in de Alpen in rap tempo afsmelten en waardoor de sneeuw, vooral beneden de 2000 m niet (lang) blijft liggen. In de winter komt er daardoor meer water uit de Alpen hier, terwijl in de zomer de aanvulling van smeltwater vanuit Zwitserland aan de Rijn te kort schiet in een tijd van droogte en warmte. Nog steeds is die afvoer van smeltwater in de zomer aanzienlijk en was in 2018 vrijwel al het water van de Rijn maandenlang tot in oktober afkomstig uit Zwitserland. De schepen konden daardoor nog blijven varen wel met vaak maar een kwart van hun capaciteit. In de Elbe, die geen gletsjer bronnen heeft was er maandenlang geen sprake van scheepvaart. In de jaren 1960 was die invloed van smeltwater op de Rijn echter veel groter en bleef de sneeuw in veel gebieden tot in mei liggen. Dan kwam er een enorme smelt met hoge rivierstanden. Nu zien we dus dat de klimaatopwarming in de Alpen en het Zwarte Woud leidt tot hogere afvoeren in de winter en lagere in de zomer, onafhankelijk van verandering in neerslag. Die komt er dus nog bij.
Verder blijkt duidelijk dat het klimaat van de Alpen van groot belang is voor de Rijn, want de helft van het water dat bij Lobith passeert, is afkomstig uit Zwitserland. Dit op jaargemiddelden. In de zomer is dat meer dan de helft.
LikeLike
een van de oorzaken dat de Rijn steeds nog een bepaalde hoeveelheid water afvoert is dat de bovenloop van de Rijn door een gigantische opslag van water gaat n.l de Bodensee. De Bodensee zorgt ervoor dat de waterhoogtes in de Rijn nog steeds een bepaald minimum hebben ,zodanig dat er nog steeds gevaren kan worden.
Een ander moeilijk in te schatten aspect is de gigantische aanpassingen ,die gemaakt zijn m.b.t het hoge water .Deze aanpassingen hebben ook tot gevolg ,dat de scheepvaart daardoor eerder zal geconfronteerd worden met te laag water. Op diverse plaatsen in Duitsland ziet men nu al werkzaamheden om de Rijn uit te diepen ,iets waar in de vorige eeuw weinig behoefte aan was.
LikeLike
Een onderzoek verricht met een tijdspanne van 50 jaar 1960-2010 zegt natuurlijk zeer weinig.
Er is veel meer data voorhanden bv de hoogste waterstanden in Hann Gotingen, die houden al bij sinds 1342.
LikeLike
Maarten,
Je vergelijkt twee dingen die onvergelijkbaar zijn: veranderingen in de afvoer van alle grote rivieren in Europa versus extremen op een enkele locatie.
Hoe betrouwbaar een statistisch analyse is hangt vooral af van de hoeveelheid gegevens die er zijn. Vijftig jaar lang gegevens van 3700 meetpunten is een heleboel informatie (185.000 meetwaarden, om precies te zijn), waar met statistiek betrouwbare trends uit af te leiden zijn.
Vergeleken daarmee is de onzekerheid in de trend veel onzekerder wanneer je alleen naar de extremen op een enkele locatie kijkt. Ik vermoed dat je het hier: 11 hoge waterstanden op een enkele plek in bijna 700 jaar. Dat zegt enkel en alleen iets over wat er op die plek gebeurd is en niets over trends in een groot gebied. Om die cijfers te begrijpen zul je ook nog eens na moeten gaan wat er op die plek allemaal is veranderd: zijn er dijken gebouwd, of heeft kanalisering ervoor gezorgd dat het water op die plek veel sneller wordt afgevoerd, bijvoorbeeld.
Ik denk dat de 185.000 meetwaarden uit het Nature-onderzoek waar je naar verwijst heel veel meer zeggen over wat er verandert in Europa dan elf bordjes met hoge waterstanden op een muurtje.
LikeLike