RWsOS-Rivieren knoppencursus 2016 Matthijs den Toom 10 November 2016 / WMCN Lelystad

Introductie Matthijs den Toom Onderzoeker Operationeel Waterbeheer bij Deltares Onderzoeksinteresse: optimaal combineren data en modellen voor de ondersteuning van beslissingen Data-assimilatie Optimalisatie Projectleider RWsOS-Rivieren Matthijs.dentoom@deltares.nl Voorstelrondje, ook: Waarvoor gebruik je RWsOS-Rivieren? Specifieke aandachtspunten in cursus? 10 November 2016

Leerdoelen Met het oog op een goed verzorgde berichtgeving, wil deze cursus voorzien in: Op peil houden kennis RWsOS-Rivieren, Achtergrondkennis fysische verschijnselen Bediening instrumentarium Procedures Kennis nemen van de recente wijzigingen aan het operationele systeem, Ensemble dressing Aansluiting op meteoalarm.eu 10 November 2016

Programma Onderdeel Duur Introductie 0:15 Achtergrond en Quiz operationeel systeem RWsOS-Rivieren Achtergrond en Oefeningen data en modellen 1:00 Pauze Achtergrond en Verkenning ensemble dressing Achtergrond en Verkenning Meteoalarm Oefening vaststellen verwachtingen 0:45 10 November 2016

Achtergrond operationeel systeem RWsOS-Rivieren Delft-FEWS import validatie transformaties / interpolaties data hiërarchie modelaansturing export administratie van data bekijken van data archivering … externe gegevens modellen berichtgeving PI gebruiker http://publicwiki.deltares.nl/display/FEWSDOC/Home 10 November 2016

Quiz Noem een aantal externe databronnen van RWsOS-Rivieren… 10 November 2016

Quiz Noem een aantal externe databronnen van RWsOS-Rivieren… Metingen, meteo en hydro DWD SYNOP LMW … Voorspellingen, meteo en hydro DWD ICON-EU Matroos 10 November 2016

Quiz Noem een aantal externe databronnen van RWsOS-Rivieren… RWsOS-Noordzee Noem een aantal externe databronnen van RWsOS-Rivieren… Metingen, meteo en hydro DWD SYNOP LMW … Voorspellingen, meteo en hydro DWD ICON-EU Matroos RWsOS-Meren RWsOS-RMM RWsOS-Waterbeheer RWsOS-IWP 10 November 2016

Quiz Noem een aantal externe databronnen van RWsOS-Rivieren… Metingen, meteo en hydro DWD SYNOP LMW … Voorspellingen, meteo en hydro DWD ICON-EU Matroos Bekijk het Import Status Display Wat betekenen de kleuren? 10 November 2016

Quiz Noem een aantal van de modeltreinen in RWsOS-Rivieren… 10 November 2016

Quiz Noem een aantal van de modeltreinen in RWsOS-Rivieren… Historische simulaties Maas, Rijn Voorspellingen Maas, Rijn Deterministisch: ICON-EU, ICON, HirLAM, ECMWF-DET Probabilistisch (ensembles): COSMO-LEPS, ECMWF-EPS, GLAMEPS Dagelijkse verwachting Lobith … 10 November 2016

Quiz Noem een aantal van de modeltreinen in RWsOS-Rivieren… Historische simulaties Maas, Rijn Voorspellingen Maas, Rijn Deterministisch: ICON-EU, ICON, HirLAM, ECMWF-DET Probabilistisch (ensembles): COSMO-LEPS, ECMWF-EPS, GLAMEPS Dagelijkse verwachting Lobith … Bekijk het Current Forecasts Display Zijn alle taken geslaagd? Zijn de taken actueel (“waakhond” functionaliteit)? 10 November 2016

Quiz Noem een aantal van de producten van RWsOS-Rivieren… 10 November 2016

Quiz Noem een aantal van de producten van RWsOS-Rivieren… Exports naar: Matroos, gebruikt door RWsOS, waterschappen FLIWAS, gebruikt door WS Rivierenland Vlaanderen, i.v.m. Grensmaas EFAS, Europees platform voor voorwaarschuwingen … Rapporten Tabellen met topwaterstanden voor Hoogwaterberichten Rijn en Maas 10 November 2016

Quiz Noem een aantal manieren waarop gebruikers interacteren met RWsOS-Rivieren… 10 November 2016

Quiz Noem een aantal manieren waarop gebruikers interacteren met RWsOS-Rivieren… Informatie bekijken interpreteren: ‘System health check’ uitvoeren Grafieken en kaarten met gegevens bekijken Gegevens bijstellen en genereren: Data editen Taken (op actuele T0) draaien, o.a. exporttaak. Scenario’s draaien Modifiers toepassen voor het vaststellen van de verwachting 10 November 2016

Achtergrond data en modellen (1/6) In het opstellen van de verwachting voor de (Nederlandse) Rijn en Maas kunnen de volgende stappen onderscheiden worden: Modeltrein tot Lobith en St. Pieter Rijn: LobithW model voor de eerste twee dagen Vaststellen verwachtingen Lobith, St. Pieter en meteoalarm Draaien SOBEK modellen voor Nederlandse Rijn en Maas Bij opschaling: vaststellen waterstandsverwachting LMW stations. 10 November 2016

Achtergrond data en modellen (2/6) Soorten modellen Hydrologisch model HBV Van meteorologie naar afvoer met bakjesconcept Maas en Rijn Hoog- en laagwatervariant Parameters Q.uh (historisch) en Q.fh (verwachting) Hydrodynamisch model SOBEK(-RE/-3) Van afvoer naar waterstand met Newton’s vergelijkingen Integrale Maas en Rijn, Nederlandse Maas en Rijntakken Parameters Q.us, H.us (historisch) en Q.fs, H.fs (verwachting) Statistisch model LobithW Lateralen 10 November 2016

Achtergrond data en modellen (3/6) ARMA-correctie Verdisconteert verschil tussen observaties en modellen Parameters Q.uah, Q.fah, Q.uas, Q.fas, H.uas, H.fas 10 November 2016

Achtergrond data en modellen (4/6) Modeltrein tot Lobith en St. Pieter HBV historisch observaties P, T HBV verwachting verwachting P, T Modeltoestand ARMA-correctie HBV historisch observaties Q ARMA-correctie HBV verwachting SOBEK integraal historisch observaties H SOBEK integraal verwachting verwachting Q, H Modeltoestand Rijn: LobithW observaties Q, H ARMA-correctie SOBEK verwachting naar vaststellen verwachting naar vaststellen verwachting 10 November 2016

Achtergrond data en modellen (5/6) Verwachtingen Lobith, St. Pieter en meteoalarm Rijn: LobithW expert kennis ICON-EU SOBEK verwachting met ARMA voorstel verwachting “Set” taak voor vaststellen verwachting officiële verwachting voor export voorstel meteoalarm waarschuwingen expert kennis COSMO-LEPS SOBEK verwachting met ARMA Ensemble dressing “Set” taak voor vaststellen waarschuwingen officiële waarschuwingen voor export naar Nederlandse modellen 10 November 2016

Achtergrond data en modellen (6/6) Verwachtingen LMW stations Nederlands SOBEK model historisch observaties Q, H expert kennis verwachting Nederlands SOBEK model ARMA correctie verwachting LMW stations officiële verwachting voor export Modeltoestand “Set” taak voor vaststellen verwachting Lobith en St. Pieter verwachtingen H 10 November 2016

Oefening data en modellen: informatie vinden (1/3) 10 min Weersverschijnselen worden gekenmerkt door bepaalde ruimtelijke patronen en typische tijdschalen. Denk bijvoorbeeld aan hoge- en lagedrukgebieden. Ook topografie speelt een grote rol in de manier waarop het weer zich manifesteert. Hierdoor is neerslag niet uniform verdeeld over een stroomgebied. Dit gegeven is van belang bij het afvoerverloop. Deze oefening geeft inzicht in hoe groot dit belang is voor de Rijn en bij Lobith, en maakt daarbij gebruik van verschillende functionaliteiten van RWsOS-Rivieren. Hoe kan het weer in het Rijnstroomgebied van de afgelopen week worden omschreven? Hoe is de toestand van het stroomgebied te typeren? In welk deel van het stroomgebied is ‘gisteren’ de meeste neerslag gevallen? Hoeveel neerslag valt er de komende dagen gemiddeld over het Rijnstroomgebied volgens het ICON-EU weermodel? 10 November 2016

Oefening data en modellen: taken draaien (2/3) 10 min Open het Scenario-scherm. Ga uit van de gemiddelde neerslag volgens ICON-EU, en maak een scenario voor de Rijn waarin deze als constante neerslag wordt opgelegd op het hele stroomgebied. Hoe kun je je scenario later terugvinden? Hoe zorg je dat een scenario niet meteen een goedgekeurde taak wordt? Beschrijf wat voor soort wijzigingen je in het neerslagpatroon kunt aanbrengen. Voer vervolgens bovenstaand scenario uit. Open de Manual Forecast-scherm en draai de ICON-EU taak voor de Rijn met dezelfde T0 als je scenario-taak Maak grafieken - en sla deze op - voor de resultaten van beide taken voor de locatie Lobith, van Afvoer uit HBV Afvoer uit HBV met ARMA Afvoer en waterstand uit SOBEK 10 November 2016

Oefening data en modellen: interpretatie (3/3) 10 min Beschrijf en verklaar de verschillen tussen ICON-EU en het constante neerslag scenario; en HBV, HBV met ARMA en SOBEK. Stel dat de constante neerslag over het stroomgebied zeer lang aanhoudt. Hoe hoog zou de afvoer bij Lobith in dat geval uiteindelijk worden? 10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (1/6) Waar zitten de onzekerheden? 10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (2/6) Afschatten onzekerheid kan Vooraf Achteraf Ensemble-technieken Post-processingtechnieken 10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (3/6) Ensembleverwachtingen in meteorologie: Toekomstig weer is in grote mate afhankelijk van het weer nu Maar we weten niet precies wat het weer nu is… Waarnemingen  beste schatting … maar er zijn meerdere, even plausibele schattingen mogelijk Deze schattingen kunnen leiden tot (sterke) variaties in toekomstig weer Source: http://manunicast.seaes.manchester.ac.uk/how/images/ecmwf.gif 10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (4/6) Ensembleverwachtingen voor waterbeweging Ensemble-technieken 10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (5/6) Post-processing / statistisch nabewerken: Beschrijf de relatie tussen deterministische verwachting en (à posteriori) waarneming, bijv. met kwantielregressie Pas die relatie toe op nieuwe verwachtingen Post-processingtechnieken 10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (5/6) Post-processing / statistisch nabewerken: Beschrijf de relatie tussen deterministische verwachting en (à posteriori) waarneming, bijv. met kwantielregressie Pas die relatie toe op nieuwe verwachtingen Post-processingtechnieken 10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (6/6) Ensemble dressing = combinatie ensemble technieken en statistische nabewerking Onzekerheid meteorologie: COSMO-LEPS ensemble Onzekerheid modellen en hun begintoestanden: kwantiel regressie Ensemble-technieken Post-processingtechnieken 10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (6/6) Ensemble dressing = combinatie ensemble technieken en statistische nabewerking Onzekerheid meteorologie: COSMO-LEPS ensemble Onzekerheid modellen en hun begintoestanden: kwantiel regressie 10 November 2016

Ensemble dressing verkenning Ga naar de in de shortcuts naar de map Daily Forecast at Lobith en bekijk de Ensemble dressing grafieken Wat is in elk van de drie grafieken te zien? Hoe groot is de kans dat de waterstand bij Lobith over 5 dagen groter is dan 8.5 m NAP? Waarom neemt de onzekerheid toe met de zichttijd? (meerdere redenen) 10 November 2016

Meteoalarm verkenning Ga naar de website meteoalarm.eu en beschrijf de informatie die de site biedt; Op welke verschijnselen heeft de site betrekking? Wat betekenen de kleuren op de kaart? Wie zijn de informatieaanbieders? … 10 November 2016

Meteoalarm achtergrond RWsOS wordt binnenkort aangesloten op meteoalarm. Hiervoor zijn verschillende componenten gebouwd: Operator client: node in de topologie met “Set” taak voor het vaststellen van de meteoalarm waarschuwingsniveaus Meteoalarm scherm met vastgestelde en gearchiveerde waarschuwingsniveaus Matroos: archivering waarschuwingsniveaus Software voor schrijven meteoalarmbestanden: Nu python gebaseerd In 2017 als generiek beschikbare functionaliteit in Delft-FEWS 10 November 2016

Meteoalarm achtergrond Waarschuwingsniveaus (1, 2, 3, 4) komen overeen met kleuren (groen, geel, oranje, rood) … … die verschijnen op de website en in de client … die opgelijnd zijn met de kleuren beschreven in het Landelijk Draaiboek Hoogwater en Overstromingen 10 November 2016

Meteoalarm achtergrond Proces vaststellen waarschuwingsniveaus “Set” taken voor vaststellen verwachting Lobith en Eijsden LDHO criteria Koppeling provincies aan Lobith / St. Pieter voorstel meteoalarm waarschuwingen expert kennis “Set” taak voor vaststellen waarschuwingen officiële waarschuwingen voor export 10 November 2016

Oefening verwachtingen: Lobith en St. Pieter (1/4) 10 min De volgende oefeningen gaan over het dagelijks vaststellen van de verwachtingen vanuit het Interactive Forecast Display. Stel de verwachting voor Lobith op. Behoud het voorstel voor de eerste twee dagen. Gebruik voor de laatste drie dagen de mediaan van de Ensemble dressing verwachting. Stel de verwachting vast door de taak te draaien. Stel de verwachting voor St. Pieter op. Pas de tijdreeks aan door met de muis de grafiek te bewerken. Stel de verwachting vast.   Doe deze oefening als er tijd over is: Pas de verwachting voor Chooz (Maas) aan en draai de ICON-EU taak voor de Maas opnieuw. Wat is de invloed op Sint Pieter? 10 November 2016

Oefening verwachtingen: Meteoalarm (2/4) 10 min De volgende oefening gaat over de Meteoalarm-functionaliteit. Bekijk vanuit het Interactive Forecast Display de voorgestelde waarschuwingskleuren voor de provincies. Zijn de kleuren als verwacht? Stel het waarschuwingsniveau voor Gelderland bij. Stel de waarschuwingsniveaus vervolgens vast. Bekijk het resultaat in het Meteoalarm-scherm. Is de informatie op het linkderdeel van het scherm consistent met die op rechterdeel? Waarom wel/niet? Als er tijd over is: Wijzig de verwachting van Lobith of St. Pieter zo, dat een van de LDHO-grenzen wordt overschreden. Is het effect op de voorgestelde waarschuwingsniveaus als verwacht? 10 November 2016

Oefening verwachtingen: Bijstellen LMW punten (3a/4) 5 min De volgende oefening gaat over het bijstellen van de ARMA-gecorrigeerde SOBEK resultaten op de LMW punten. Bekijk de resultaten voor de IJssel. Zijn de waterstanden realistisch? Waarom? Hoe gedragen de afvoeren zich?   10 November 2016

Oefening verwachtingen: Bijstellen LMW punten (3b/4) 10 min De volgende oefening gaat over het bijstellen van de ARMA-gecorrigeerde SOBEK resultaten op de LMW punten. Bekijk de resultaten voor de IJssel. Zijn de waterstanden realistisch? Waarom? Hoe gedragen de afvoeren zich? Pas de benedenrand van de IJssel in het Rijntakkenmodel aan. Gebruik hiervoor Ketelhaven.xls. Draai het model opnieuw.  Stel de verwachte waterstand Olst naar boven bij.   10 November 2016

Oefening verwachtingen: Exporteren (4/4) 10 min   De volgende oefening gaat over het exporteren van resultaten Gebruik het Manual Forecast scherm om de taak te draaien waarmee alle gegevens worden geexporteerd. Ga naar de map RWsOS_Rivieren_SA\Reports_Zipped Pak het bestand uit. Bekijk het Hoogwaterbericht_Rijn.csv-bestand. Kloppen de topwaterstanden met die in de client? Ga naar RWsOS_Rivieren_SA\Export\Export_METEOALARM\ Open het xml-bestand m.b.v. Internet Explorer. Kun je je vastgestelde waarschuwingsniveaus terugvinden? 10 November 2016

De laatste slide Binnen RWsOS-Rivieren heeft de gebruiker een belangrijke rol bij het vaststellen van verwachtingen ten behoeve van de berichtgeving; We hebben ervaring opgedaan met o.a.: System health check Beeldvorming meteorologie en hydrologie, met onzekerheid daarin Vaststellen Lobith, St. Pieter, Meteoalarm Modellen (op actuele T0) draaien, evt. met scenario Bijstellen verwachtingen op LMW punten Exporttaak draaien Feedback welkom! Evaluatieformulier Matthijs.dentoom@deltares.nl   10 November 2016