Boven een stad stort orkaan meer regen uit dan daarbuiten

Dat orkaan Harvey vorig jaar augustus een ‘bijbelse’ hoeveelheid regen over de Amerikaanse stad Houston uitstortte, dankt die stad deels aan zichzelf. Want door de verstedelijking van het gebied is de kans op extreme regenval toegenomen. Dat schrijft een groep wetenschappers woensdag in het tijdschrift Nature.

Bij orkanen, en de regen die ze uitstorten, wordt steeds vaker naar de bijdrage van klimaatverandering gekeken. De rol van verstedelijking blijft onderbelicht. Maar die is er wel. Zo berekenden onderzoekers van het KNMI en de Wageningen Universiteit twee jaar geleden het verschil in regenval tussen stedelijk gebied en platteland in westelijk Nederland, voor de periode 1951-2010. Benedenwinds van stedelijke gebieden valt er jaarlijks gemiddeld 7 procent meer regen. Er is ook meer extreme regenval. Onderzoekers van de Universiteit Twente rekenden het eerder dit jaar voor heel Nederland uit, en kwamen op vergelijkbare percentages. „In Nederland zijn de steden relatief klein”, zegt Geert Lenderink van het KNMI. „De buiencellen, die 10 tot wel 100 kilometer in diameter zijn, regenen meestal vlak achter de stad uit.” Omdat de wind vaak uit het zuidwesten komt, valt de regen ten noordoosten van zo’n stedelijk gebied.

Hitte-eilanden

Het verschil in regenval tussen stad en platteland, legt Lenderink uit, komt omdat een verstedelijkt gebied vol steen, beton en asfalt meer warmte vasthoudt (het hitte-eiland-effect). Ook heeft de stad met zijn hoogteverschillen tussen huizen, kantoren, flats, industrieterreinen en soms wolkenkrabbers, een ruwer oppervlak dan het platteland. Daardoor remt wind in de stad meer af, en gaat hij door turbulentie sneller omhoog. Daarnaast zorgt het hitte-eiland-effect ervoor dat vanaf de grond meer warme lucht opstijgt. Wind en warmte zorgen er gecombineerd voor dat die warmere lucht boven de stad hoger opstijgt. „Waardoor de kans op condensatie, wolkvorming en regen toeneemt” , zegt Lenderink.

Lees ook: De toekomst: meer zware orkanen, maar niet zo zwaar als Harvey

Bij Houston speelde nog mee dat Harvey op 22 en 23 augustus vorig jaar over een opvallend warme Golf van Mexico trok, waaraan hij veel energie en waterdamp onttrok. Harvey groeide daar, later op 24 augustus, snel uit tot orkaankracht. In de daaropvolgende vijf dagen stortte hij 1,3 meter aan regen uit over Houston en omgeving. Het leidde tot ernstige overstromingen. Harvey was qua omvang en hoeveelheid regenval de grootste orkaan sinds de eerste betrouwbare metingen in de VS in de jaren 1880, schreef de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in een update van 9 mei dit jaar. Qua schade – die tot dan werd geschat op 125 miljard dollar – was alleen orkaan Katrina (2005) groter.

Asfalt houdt regenwater tegen

In hun Nature-artikel beschrijven de onderzoekers hoe ze orkaan Harvey simuleerden in een computermodel dat weer, landkenmerken en warmte-uitstraling door gebouwen combineert. Ze voerden de simulatie uit in het Houston-gebied, mét en zónder bebouwing. Vervolgens berekenden ze hoeveel groter de kans is geworden op een Harvey-achtige overstroming. In Houston is die kans 21 keer groter dan in het omringende platteland. „Door alle asfalt en bebouwing infiltreert regenwater in de stad slechter in de bodem en hoopt het zich bovengronds op”, laat coördinerend auteur Gabriele Villarini van de universiteit van Iowa via e-mail weten.

In een reactie laat hydroloog Vahid Rahimpour Golroudbary van de Universiteit Twente weten dat hij het „een mooie studie” vindt, hoewel hij zich afvraagt of je op basis van één model zulke sterke conclusies kunt trekken. „De keuze van je begincondities kan de uitkomst beïnvloeden. Het was goed geweest als ze daar iets over hadden gezegd.”

Welke maatregelen kan Houston nemen om overstromingen te beperken? Villarini moet daarop het antwoord schuldig blijven. „Daar hebben we niet naar gekeken.”

Maar maatregelen zullen meer nodig zijn. Want de kans op extreme regenval neemt door de opwarming van de aarde, en door verdere verstedelijking, toe. Neerslag van meer dan 500 millimeter doet zich in Houston nu statistisch gezien eens in de 2.000 jaar voor, zo berekende meteoroloog Kerry Emanuel van het Massachusetts Institute of Technology vorig jaar november in het tijdschrift PNAS. De vorige keer dat zo’n gebeurtenis zich voordeed was rond de tijd dat het Oude Testament werd geschreven, aldus Emanuel. „In die zin was Harvey bijbels.”

Als de mens zijn toenemende uitstoot van broeikasgassen blijft doorzetten, zal die kans aan het eind van deze eeuw op 1 keer in de honderd jaar liggen. Voor heel Texas neemt de kans, volgens de berekening van Emanuel, toe van 1 op de 100 jaar tot 1 op de 5,5 jaar.