waaronder verdampingsreductie. CAPSIM is door SC-DLO (Al<strong>te</strong>rra) ontwikkeld en is eenquasi-stationaire benadering van de onverzadigde zone. Van tijdstap naar tijdstap bepaaltCAPSIM het evenwichtsvochtgehal<strong>te</strong> als functie van grondwa<strong>te</strong>rstand, gewas- en bodemtypevia tabellen, die zijn ingevuld op basis van CAPSEV-berekeningen (Wesseling, 1991a). Opbasis van deze tabellen bepaalt SOBEK-RR de grondwa<strong>te</strong>raanvulling. CAPSIM werd ookgebruikt in eerdere versies van SIMGRO, maar is daarin vervangen door MetaSWAP.CAPSIM wordt in diverse hydrologische modellen gebruikt voor de berekening van degrondwa<strong>te</strong>raanvulling, en kan gezien worden als de voorloper van MetaSWAP.S<strong>te</strong>eds vaker ech<strong>te</strong>r wordt SOBEK gebruikt in combinatie met andere modellen om zodoendede neerslag-verdamping-afvoer processen nauwkeuriger <strong>te</strong> bepalen. Voor SOBEK is danalleen de openwa<strong>te</strong>rmodule van belang (Droogers, 2009).5.4. Gekoppelde wa<strong>te</strong>r- en energiebalans: in<strong>te</strong>rnationale ontwikkelingenOok bui<strong>te</strong>n Nederland worden in hydrologische modellen vergelijkbare methodes gebruiktals voor hydrologische analyses binnen Nederland. Ech<strong>te</strong>r, een belangrijk verschil in deomgang met verdamping in (hydrologische) modellen op <strong>Nederlandse</strong> schaal enontwikkelingen die gaande zijn op Europese of globale schaal vinden we in de zogenaamdelandoppervlak<strong>te</strong>modellen (‘land surface models’ LSM). LSM’s, die in eers<strong>te</strong> instantieontwikkeld zijn om randvoorwaarden <strong>te</strong> leveren voor klimaatmodellen, berekenen deverdamping door het oplossen van de gekoppelde wa<strong>te</strong>r- en energiebalans. Nu wordt dezekennis veelal gebruikt in klimaatmodellen, maar voor een robuus<strong>te</strong> berekening vanverdamping in hydrologische simulaties bieden deze modellen belangrijke mogelijkheden.Zeker in het kader van het simuleren van de effec<strong>te</strong>n van klimaatverandering of veranderingin landgebruik op onderdelen van de wa<strong>te</strong>rbalans is dat zo.Eenvoudige hydrologische modellen, met een eenvoudige beschrijving van onder andere deverdamping, zijn vaak prima in staat om bijvoorbeeld historische afvoeren <strong>te</strong> simulerendoordat ze eenvoudig <strong>te</strong> kalibreren zijn. Maar of de kalibratieparame<strong>te</strong>rs ook nog geldig zijnonder een veranderend klimaat, en of een model dus betrouwbare voorspellingen levert, ismaar zeer de vraag (Hurkmans et al., 2009). Voor robuus<strong>te</strong> hydrologische simulaties, in hetbijzonder onder omstandigheden anders dan die waarop een model is gekalibreerd, is eenfysische, op processen gebaseerde beschouwing van de gekoppelde wa<strong>te</strong>r- en energiebalansvan belang.Deze koppeling vindt plaats op het raakvlak van hydrologie, ecologie en me<strong>te</strong>orologie.In<strong>te</strong>rnationaal worden modellen ontwikkeld waarin de koppeling wordt gerealiseerd, veelalingegeven vanuit het doel om de klimatologische omstandigheden aan het oppervlak goed <strong>te</strong>beschrijven. Maar ook geredeneerd vanuit de hydrologische vraagstukken krijgen conditiesaan het oppervlak een plaats. Van beide invalshoeken geven we hier een kort overzicht.5.4.1. SVAT-schema’s en landoppervlak<strong>te</strong>modellenVegetatie beïnvloedt het klimaat door haar invloed op de energie- en wa<strong>te</strong>rbalans van hetlandoppervlak. Zogenaamde ‘Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer’ (SVAT) schema’sbeschouwen de rol van vegetatie in de wa<strong>te</strong>r- en energiebalans. SVAT-modellen simulerenenergie- en massa-overdracht tussen de bodem, de vegetatie en de atmosfeer. SVATmodellenworden vooral gebruikt voor het bepalen van energie-uitwisseling aan hetoppervlak en onderdelen van de wa<strong>te</strong>rbalans (Olioso et al., 2005). In zulke schema’s wordende eigenschappen van de vegetatie, in het bijzonder LAI (Leaf Area Index; de verhoudingtussen blad- en grondoppervlak) en stomatale weerstand, expliciet beschreven (Arora, 2002).LAI en stomatale weerstand zijn ook belangrijke variabelen in de parametrisering vanverdamping in fysische hydrologische modellen.Bodemvocht is de belangrijks<strong>te</strong> link tussen klimaat en vegetatie. Zo beïnvloedt het klimaat,afhankelijk van de vegetatie, bodemvocht via verdamping. Bodemvocht en klimaat bepalenActuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum26
weer het type vegetatie; de eigenschappen van de vegetatie (bijvoorbeeld gras of bos) enklimaat beïnvloeden het bodemvocht (Arora, 2002).Een overzicht van SVAT schema’s is gegeven door Philips et al. (2005) en Arora (2002).Voorbeelden zijn MOSES-SVAT (Cox et al., 1999) van het UK Me<strong>te</strong>orological Office, ISBASVAT (Vi<strong>te</strong>rbo en Beljaars, 1995) van het Centre National de Recherches Me<strong>te</strong>orologiques,ECMVF SVAT (Vi<strong>te</strong>rbo en Beljaars, 1995) van het European Centre for Medium-rangeWeather Forecasts, en de recen<strong>te</strong> versie van dit model, TESSEL (Voogt et al., 2006). Dit soortmodellen beschrijft processen aan het landoppervlak: <strong>te</strong>mperatuur, neerslag, la<strong>te</strong>n<strong>te</strong>warm<strong>te</strong>flux en voelbare warm<strong>te</strong>flux en worden bijvoorbeeld ingezet in de zogenaamdeGlobal Circulation Models (GCM’s). Daarnaast zijn er ook modellen die zich rich<strong>te</strong>n op hetdynamisch simuleren van de vegetatieontwikkeling (Dynamic Vegetation Models, DVM’s),zoals LPJ (Ger<strong>te</strong>n et al., 2004; Sitch et al., 2003).In vroege versies van LSM’s en DVM’s is wa<strong>te</strong>rhuishouding veelal opgelegd, en op hetoptimaal simuleren van de hydrologische omstandigheden lag niet de mees<strong>te</strong> nadruk. Dat isech<strong>te</strong>r wel waar hydrologen in geïn<strong>te</strong>resseerd zijn: optimale hydrologische berekeningen,waarvan een optimale beschrijving van de actuele verdamping impliciet deel uitmaakt.Recen<strong>te</strong> ontwikkelingen la<strong>te</strong>n ech<strong>te</strong>r zien dat de hydrologie een s<strong>te</strong>eds belangrijkere rol krijgtin LSM’s en DVM’s. Een voorbeeld van zo’n LSM is H(ydrology)-Tessel (Figuur 14) (Balsamoet al., 2009) en voorbeelden van DVM’s zijn LPJmL (Lund-Potsdam-Jena managed LandDynamic Global Vegetation and Wa<strong>te</strong>r Balance Model) (Bondeau et al., 2007), ORCHIDEE(Organizing Carbon and Hydrology in Dynamic Ecosys<strong>te</strong>ms (Alkama et al., 2010)) en Jules(Joint UK Land Environment Simulator) (Blyth et al., 2009). Voor een recent overzicht van envergelijking tussen verschillende modellen verwijzen we naar Haddeland et al. (2011).Figuur 14: Overzicht van het LSM TESSEL (a) en de toevoeging van de ruim<strong>te</strong>lijkestructuur in H-TESSEL, waarmee de wa<strong>te</strong>rhuishouding in het model is verwerkt (uitBalsamo et al. (2009)).5.4.2. SVAT-schema’s en hydrologische modellenAfhankelijk van de ruim<strong>te</strong>lijke en <strong>te</strong>mporele schaal, kan voor hydrologische toepassingen dedirec<strong>te</strong> wisselwerking tussen vegetatie en klimaat al dan niet genegeerd kunnen worden. Inklimaatstudies dient bijvoorbeeld rekening gehouden <strong>te</strong> worden met het effect van deatmosferische CO 2-concentratie op de stomatale weerstand van de vegetatie en hiermee opverdamping en bodemvocht. Voor hydrologische studies op kleinere ruim<strong>te</strong>lijke en<strong>te</strong>mporele schaal worden deze effec<strong>te</strong>n dikwijls genegeerd. De wisselwerking tussenActuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum27
- Page 1 and 2: 5. Actuele verdamping in hydrologis
- Page 3 and 4: natuurlijke vegetaties. Daarnaast g
- Page 5 and 6: Directe bepaling E pVoorbeelden van
- Page 7 and 8: Daardoor verloopt de curve van H in
- Page 9 and 10: Figuur 4: Interceptie voor landbouw
- Page 11 and 12: 2003). Dit proces is moeilijk te pa
- Page 13 and 14: De actuele wateropname is een funct
- Page 15 and 16: MechanistischAan de basis van een m
- Page 17 and 18: eductiefunctie voor f hblad (bijvoo
- Page 19 and 20: II) Het Hitte-eilandeffect of Urban
- Page 21 and 22: werd al in 1978 ontwikkeld (Feddes
- Page 23 and 24: een zogenaamd ‘metamodel’ van S
- Page 25: Figuur 12: Koppeling (Meta)SWAP met
- Page 29 and 30: te vermenigvuldigen met een factor
- Page 31 and 32: Tabel 4: Parameterwaarden (gemiddel
- Page 33 and 34: Braud, I., Dantas-Antonino, A.C., V
- Page 35 and 36: Hurkmans, R. et al., 2009. Effecten
- Page 37 and 38: Schenk, H.J., Jackson, R.B., 2003.