Van Rottegatspolder tot Cabauw en van Makkink tot
Van Rottegatspolder tot Cabauw en van Makkink tot Moors Een overzicht van het verdampingsonderzoek in Nederland Jan van Bakel, De Bakelse Stroom (met bijdragen van Harry Massop, Piet Warmerdam en Gé van den Eertwegh) 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 1
Inleiding • Verdamping is een belangrijke post op de waterbalans van Nederland • Typerend verloop over het jaar • Kwantificering hydrologisch een must • Maar is moeilijker dan bij neerslag Wat kunnen we leren van het verleden? 2
De vooroorlogse periode (1 van 3) • Reeds midden 19 e eeuw verrichtte het KNMI metingen aan verdampingsbakken • Buys Ballot, C. H. D. , 1879. Hoe zal men de verdampingshoeveelheid bepalen voor polders. Versl. en Meded. KNAW 2 e reeks no. 14. • A. Elink Sterk, 1897. Over regen, verdamping en kwel in den Haarlemmermeerpolder. KIVI-verhandelingen. 3
Intermezzo: ‘oude’ lysimeters • Oude Wetering (Rijnlands observatorium: 1876 -1901 • Rothamsted en Groningen • In 1940 nieuwe lysimeterinstallatie aangelegd in Oude Wetering, voor f 1375, -4
De vooroorlogse periode (2 van 3) • Staatscommissie voor de bevloeiingen, 1896 – – 13 kwartieren Resultaten van diverse verdampingsmeters Reductiefactor 2/3 Verdamping afhankelijk van: • Temperatuur • Windsnelheid • Vochtigheid van de lucht • De gesteldheid van de bodem, waaronder de helling – ‘Verbluffende’ resultaten (zie volgende sheets) – Grondwateraanvulling 35% van de neerslag 5
4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 6
4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 7
De vooroorlogse periode (3 van 3) • 2 standaardwerken: – C. Braak, 1936. Het klimaat van Nederland. E. Verdamping. KNMI. Verhandelingen 39 – C. Braak, 1937. Het klimaat van Nederland. F. Zonneschijn en bewolking. KNMI. Verhandelingen 40 8
Periode van 1942 • Werkcommissie voor Verdampingsonderzoek, 1978: Verdampingsonderzoek in Nederland 1942 -1971 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 9
Werkplan 1942: Nadere onderzoekingen inzake de verdamping • Meeste resultaten gepubliceerd in CHO-TNO Mededelingen en Verslagen • Zie verder www. debakelsestroom. nl/kennisbank 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 10
Uit eindrapport Experimenteel bepaalde Gewasfactor Voor Rottegatspolder (akkerbouw) 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 11
Verslagen en Mededelingen, en Rapporten CHO-TNO (op NHV-site) 1: Verslagen van de Technische Bijeenkomsten 1 -6, 1952. 2: Idem, 7 -10 en verslag inzake het verdampingsonderzoek in de Rottegatspolder over de jaren 1947 -1952, 1955. 3: Idem 11– 12 en Rapport inzake de lysimeters in Nederland, 1958. 4: Verdampingssymposium Agrohydrologisch Colloquium COLN en Rapport inzake de lysimeters in Nederland II, 1959. 14: Regenwaarnemingscijfers II en Rapport inzake de lysimeters in Nederland III, 1968. 28: Evaporation in relation to Hydrology, 1981. 39: Evaporation and Weather, 1987. Rapport No. 13: Studiegroep Hupsel, 1984. Vergelijking van modellen voor het onverzadigd grondwatersysteem en de 12 verdamping
Belangrijkste bevindingen (1 van 3) • J. Q. Keyman, in no. 4 • G. F. Makkink, in no. 4 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 13
Belangrijkste bevindingen (2 van 3) • G. F. Makkink, in no. 4: de originele formule 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 14
Belangrijkste bevindingen (3 van 3) • J. N. M. Stricker, in no. 28 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 15
Experimenteel onderzoek: Castricum • 4 lysimeters 25 x 25 m van PWN • Bos, natuurlijke vegetatie en kale grond • Van 1942 tot 1971 • Van der Hoeven, 11 publicaties • Dataset is beschikbaar bij o. a. Joop Kroes van Alterra 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 16
Eerste ‘goede’ landelijk beeld, 1957 • Sedert 1953 ism COLN op 60 locaties evaporimeters (Piché) • E 0 volgens Penman, voor 12 stations Vergelijk 1981 -2010 17
Andere onderzoekingen (1 van 4) • Rijtema, P. E. , 1963. An analysis of actual evapotranspiration – de formule van Rijtema (Monteith) – geen gewasweerstand bij voldoende licht, volledige bodembedekking en ideale vochtomstandigheden in de wortelzone – koppeling verdamping aan bladwaterpotentiaal, is wel zo ‘elegant’ 18
Formule van Rijtema 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 19
Andere onderzoekingen (2 van 4) • Rijtema, P. E. , 1963. An analysis of actual evapotranspiration • Feddes, R. A. , 1971. Water, heat en crop growth – veel verdampingsparameters voor kale grond en voor gewassen op basis veldwaarnemingen (lysimeters) – i. h. b. red cabbage – de basis voor SWATRE/SWAP • Colenbrander, H. J. et al. , 1970. Hydrologisch onderzoek in het Leerinkbeekgebied 20
Andere onderzoekingen (3 van 4) • Keijman, J. Q. and R. W. R. Koopmans, 1973. A comparison of estimating the evaporation of Lake Flevo. IAHS Publ. No. 109: 225 -232 • L. Wartena: o Proefveld Heidemij o Landbouwmeteorologie op de kaart o Zie artikel in Meteorologica 1992 21
4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 22
Andere onderzoekingen (4 van 4) • L. Wartena: o Proefveld Heidemij o Landbouwmeteorologie o Zie artikel in Meteorologica 1992 • Stricker J. N. M. , and W. Brutsaert, 1978. Actual evapotranspiration over a summer period in de “Hupsel Catchment”. J. of Hydr. 39: 139 -157. 23
Ad Hoc Groep Verdamping, 1984 • Aanleiding: toetsing GELGAM aan Hupsel gaf te veel afwijkingen te zien • Aanpassingen/resultaten/aanbevelingen: – gewasweerstand > 0 – interceptieproces – dikte wortelzone – eerder reductie van verdamping – effect van tijdstaplengte op Epot en E gekwantificeerd – verdamping kale grond moet verbeterd – getoetst aan Hupsel-data 24
Toetsing GELGAM aan Hupseldata en verdere toepassingen Hupsel-data 1. CHO-TNO-rapport no. 13 2. Estimation of real Evapotranspiration, WMO, 1997. Technical reports in Hydrology and Water Resources Historie verdampingsonderzoek no. 785 25
Ad Hoc Groep Verdamping, 1984 • Aanbevelingen voor nader onderzoek: – – – – Verdamping kale grond Aerodynamische weerstand hoge gewassen Gedrag Epot onder droge omstandigheden Invloed van advectie Representativiteit meteogegevens Bosverdamping te weinig gedifferentieerd Verdamping van half-natuurlijke vegetaties Interactie tussen meteo en gewasgroei en tussen verdamping en gewasgroei – Betere verificatie aan o. a. Cabauw, Rottegatspolder en Castricum 26
Opmaat voor Er? (1 van 2) • In 1987 werd de referentiegewasverdamping berekend met aangepaste formule van Makkink ingevoerd – CHO-TNO meded. 39: Evaporation and Weather, 1987 – Hooghart, J. C. , en W. N. Lablans, 1988. Van Penman naar Makkink: een nieuwe berekeningswijze voor de klimatologische verdampingsgetallen. KNMI Technische rapporten: TR -111 27
Opmaat voor Er? (2 van 2) • Voornaamste redenen: – Berekeningen een ‘puinhoop: zie o. a. Van Boheemen, 1977. ‘Verschillen tussen drie berekeningswijzen van de open waterverdamping’. ICW-nota 956 – aridity-effect in PM-FAO – lokale advectie in PM-FAO – leidt tot overschatting E in droge maanden van > 20% • Zie verder: Bruin, H. A. R. de, 2014. Over referentiegewasverdamping. Meteorologica 1 -2014: 15 -20 28
Onderzoek aan verdamping van bossen en natuurlijke vegetaties • Van Roestel, J. , 1984. Transpiratie en interceptie van bos: een literatuurstudie. • Dolman, A. J. , 1987. Predicting evaporation from an oak forest. • Schouwenaars, J. M. , 1990. Problem-oriented studies on plant-soil-water interactions. Verdamping hoogveengebieden. • Moors, E. J. , 2012. Water Use of Forests in The Netherlands. 29
Verdamping stedelijk gebied • Ven, F. H. M. van de, 1989. Van neerslag tot rioolinloop in een vlak gebied. • Uit STOWA-rapport 2009 -11: 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 30
Instrumentele ontwikkelingen • • Weegbare lysimeters Lysimeters als minipolder Omkering meting verticale gradiënt Remote sensing: – warmtebeelden – scintillometer • Et cetera 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 31
Verdamping als restpost van de waterbalans van een polder/stroomgebied • Massop, H. Th. L. , P. J. T. van Bakel, T. Kroon, J. G. Kroes, A. Tiktak en W. Werkman, 2005. Op zoek naar de “ware” neerslag en verdamping. Alterra-rapport 1158. Reeks Milieu en Landelijk gebied 28. Alterra/RIZA/RIVM. 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 32
Stroomgebieden 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 33
Lange reeksen gebruiken voor trendanalyses • Bijv. toename verdamping door meer gewasproductie • Zie: Bakel, P. J. T. van, en P. A. J. W. de Wit, 1995. Is de toegenomen verdamping één van de oorzaken van de verdroging? H 20 (25): 770 -773. 4 -11 -2020 Historie verdampingsonderzoek 34
Conclusies • Nederland heeft een ‘indrukwekkende’ historie in verdampingsonderzoek • In termen van inzicht: grote vooruitgang. Biedt ook mogelijkheden voor prognoses van effecten van klimaatverandering c. s. • In termen van kwantificering: ‘weinig’ vooruitgang sinds 1896? • EC-masten en scintillometers bieden enig soelaas? “Kennis uit het verleden biedt geen garantie voor toepassing in het heden” 35
- Slides: 35