Dikke druppels spatten hoog op in de sloot. In het Westland stroomden de kassen onder. De Delftse radardeskundigen Herman Russchenberg en Nikos Skarapoulos waren echter opgetogen door de hevige regenval: ,,Prachtig weer voor wolkenonderzoek.’
Delen
‘ Vorige week woensdag richtten ze hun radar op de laag waar sneeuw overgaat in regen.
Naar buiten kijken of het al opklaart, hoeft niet in het kleine meetruimte bij de Delftse mobiele radar Tara. Dr. Herman Russchenberg wijst op een steeds groener kleurende band op de monitor. ,,Kijk, hier op twee kilometer hoogte wordt de ijswolk nu dichter, dus over een paar minuten gaat het harder regenen.” En hoewel dat onmogelijk lijkt op de natste dag van het jaar (woensdag 19 september), krijgt de onderzoeksleider gelijk. Even later spatten de dikke druppels nog hoger op in het slootje dat door het zijraampje zichtbaar is. De schapen in de omringende weilanden van de Krimpenerwaard kruipen bij elkaar, de kont naar de regen gekeerd.
Binnen in de kleine ruimte wordt het ondanks de natte jassen en schoenen al snel behaaglijk warm. Technicus Fred van der Zwan zit aan de knoppen en voert experimenten uit voor postdoc Nikos Skarapoulos, die over zijn schouder meekijkt. Skarapoulos is theoretisch elektrotechnicus, opgeleid in het Griekse Thessaloniki. Sinds het begin van dit jaar werkt hij in Delft aan de erg ‘on-Griekse’ onderzoeksvraag: hoe onstaat regen uit ijskristallen en hoe zien die regendruppels eruit?
Skarapoulos’ onderzoeksvraag is niet alleen academisch interessant, het kan misschien een antwoord geven op de vraag of Nederland over honderd jaar onder water staat. Russchenberg: ,,Het internationaal klimaatpanel van de Verenigde Naties, het Ipcc, voorspelt dat de aarde in de komende honderd jaar één tot zes graden zal opwarmen. Eén graad is geen probleem, zes graden betekent een wereldwijde catastrofe. De grote onzekerheid in de klimaatmodellen is vooral toe te schrijven aan een gebrekkige kennis over wolken. Ze reflecteren zonlicht en zorgen zo voor afkoeling, maar ze werken ook als warme deken. De vorm van deeltjes speelt daarin een rol.”
Zeppelin
,,Where do I buy these plastic trousers?” Vanochtend heeft Skarapoulos zoals zoveel TU’ers een nat pak gekregen, maar toch is hij blij met de bakken regen die vandaag naar beneden komen. Begin augustus startte het Europese wolkenonderzoek bij het gehucht Cabauw in de Krimpenerwaard. In de eerste maand waren er veel mooiweerwolkjes en af en toe een donderbui; daarna volgde vooral ‘warme regen’, regen uit waterwolken oftewel ‘miezer’. Een fikse bui ‘koude regen’ uit ijswolken stond nog op Skarapoulos’ verlanglijstje.
Een kleine teleurstelling is dat de geplande vlucht met een meetvliegtuig is afgelast vanwege de regen. ,,Jammer”, reageert onderzoeksleider Russchenberg, ,,we willen onze radargegevens graag vergelijken met metingen aan deeltjes ter plekke. Hopelijk vliegen ze morgen wel.”
De ‘buren’ op het meetterrein in Cabauw, een onderzoeksteam van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (Rivm), zijn beduidend minder blij met het weer. Russchenbergbrengt een bezoekje aan hun bestelbus. Zouden ze vandaag – net als de Delftenaren – met hun lidar onder een hoek naar de smeltlaag kunnen kijken? Dat gaat helaas niet lukken. Een lidar is ‘een radar op laserlicht’ en meet dus de weerkaatsing van laserlicht, maar vandaag bereikt de laser de smeltlaag niet. De vele, dikke druppels absorberen te veel straling.
‘Samen naar de wolken kijken’ is het doel van de meetcampagne, legt Russchenberg uit. ,,Als je aan dezelfde wolken meet, kun je de data uitwisselen en vergelijken.” Verspreid over een paar weilanden staan Nederlandse, Franse, Engelse en Russische busjes en containers met meetapparatuur. Onder de paraplu wijst Russchenberg ze één voor één aan: ,,Dat is een infrarood radiometer om warmtestraling te meten; daar staat een 94-gigahertzradar waarmee hele vage ijswolken te meten zijn; dit is een zonnemeter, die doet vandaag niet veel.” Dominerend is de 220 meter hoge meetmast van het Knmi waarop om de 20 meter wind-, vocht- en temperatuurmeters zijn aangebracht. Verderop hangt een halfopgeblazen zeppelin te bollen in de wind net boven het maaiveld. De Duitse zeppelin kan bij beter weer meetapparatuur tot anderhalve kilometer hoogte tillen.
Roze smeltlaag
Druipend komt Skarapoulos de meetruimte weer binnen. Russchenberg en Van der Zwan lachen. ,,Je wilde toch experimenteel werk doen in Delft.” De postdoc is net drie minuten buiten geweest om de twee grote schotels van de Tara vijftien graden te kantelen, zodat de radar nu onder een hoek aan de smeltlaag kan meten. Alles aan het miljoenenapparaat oogt strak en modern, maar het kantelen gebeurt nog gewoon handmatig met een grote zwengel.
Op de monitor verschijnt een typisch plaatje van het dikke Hollandse wolkendek, aldus Russchenberg. Midden over het scherm loopt een witte band, de sneeuwlaag op bijna twee kilometer hoogte die veel reflectie geeft. Erboven en eronder een smallere, roze band. De bovenlaag is ijs, de onderlaag regen, volgens de experts. Boven verloopt het roze naar groen: de steeds ijler wordende laag van ijskristallen. Onder verloopt het roze naar rood: op weg naar het weiland veranderen de regendruppels van vorm en grootte, wat resulteert in een andere reflectie.
Een tweede monitor geeft de snelheid van de neerslag aan. De sneeuw dwarrelt, de regen vlak onder de smeltlaag valt het hardst. Door onder een hoek te meten, kan Skarapoulos later in Delft ook berekenen hoe hard de wind het ijs, de sneeuw en de regen opzij blaast, vertelt Russchenberg. Dit heeft namelijk ook weer invloed op de vorm en stand van de druppels en dus de interactie met het zonlicht.
Wat helaas ook niet direct op het scherm te zien is, zijn de polarisatiemetingen. Het uitgezonden radarsignaal is door een soort polaroidfilter gehaald zodat één trillingsrichting overblijft. Afhankelijk van hun vorm ‘verdraaien’ de regen-, ijs- en sneeuwdeeltjes de straling. De verdraaiing van de opgevangen weerkaatste straling zegt dus iets over de vorm van de druppels.
Tara meet ‘details’ van vijftien meter, meldt Russchenberg. Is dat niet wat grof om druppelvormen te meten? ,,Je meet de gemiddelde vorm van de druppels. En vijftien meter lijkt misschien veel, maar het is zonder twijfel een stuk beter dan de meeste andere radars op dit moment halen. Eigenlijk kunnen we pas sinds een paar jaar goed binnenin een wolk kijken.”
De geavanceerde radar is in de laatste zeven jaar in Delft gebouwd. In tegenstelling tot de meeste systemen zendt de radar geen pulsen uit, maar een continu signaal dat in een tweede schotel wordt opgevangen. Bovendien is de frequentie van de straling snel aan te passen, wat betekent dat Tara snel kan inzoomen op bijzonderheden en erg gevoelig is. De Delftseonderzoekers tasten nu de mogelijkheden af van het apparaat. Wat betekenen de reflecties op een kraakheldere dag in augustus: belletjes warme lucht, stofjes of insecten? En kunnen we het ontstaan van een mooiweerwolkje meten?
F-16
De radarmetingen in het inmiddels volledig beslagen meethok beginnen eentonig te worden. Alleen voor de kenners bieden de nauwelijks veranderende monitorbeelden na twee uur nog spanning. En conclusies trekken is er voorlopig nog niet bij. Skarapoulos: ,,Ik heb voor de komende maanden genoeg gegevens verzameld vandaag.” Een ‘uitje’ naar de 220 meter hoge meetmast volgt. Het is hoogstens drie minuten lopen, maar aangekomen is alles onder de knieën doorweekt. Binnen in het gebouwtje onderaan de toren bieden koffieapparaat en centrale verwarming troost. Een trip naar de top van de mast is er vandaag niet bij, het waait boven te hard. Twintig meter per seconde, leest sitecoördinator Wim Hovius van zijn computerscherm. ,,Ach, het uitzicht is nu toch beroerd.”
,,Heb je dit al gezien”, vervolgt hij enthousiast en klikt een bestandje aan. Een video-opname van een F-16 die rakelings langs de meetmast scheert volgt; het geluid op vol volume. De straaljager is een paar dagen eerder tien maal in duikvlucht overgevlogen op verzoek van de Delftse meetploeg. Russchenberg: ,,De Tara meet windsnelheden en kan dus ook turbulentie oppikken. We wilden graag zien hoe de turbulentie achter zo%n F-16 er uitziet.” De straaljager zelf was goed zichtbaar op de radar, maar de stromen erachter zijn nog moeilijk te interpreteren. Het team hoopt op een herkansing. ,,Alhoewel, schoonfamilie van mij woont hier in de buurt. Die stelt mijn werk minder op prijs.”
Dikke druppels spatten hoog op in de sloot. In het Westland stroomden de kassen onder. De Delftse radardeskundigen Herman Russchenberg en Nikos Skarapoulos waren echter opgetogen door de hevige regenval: ,,Prachtig weer voor wolkenonderzoek.” Vorige week woensdag richtten ze hun radar op de laag waar sneeuw overgaat in regen.
Naar buiten kijken of het al opklaart, hoeft niet in het kleine meetruimte bij de Delftse mobiele radar Tara. Dr. Herman Russchenberg wijst op een steeds groener kleurende band op de monitor. ,,Kijk, hier op twee kilometer hoogte wordt de ijswolk nu dichter, dus over een paar minuten gaat het harder regenen.” En hoewel dat onmogelijk lijkt op de natste dag van het jaar (woensdag 19 september), krijgt de onderzoeksleider gelijk. Even later spatten de dikke druppels nog hoger op in het slootje dat door het zijraampje zichtbaar is. De schapen in de omringende weilanden van de Krimpenerwaard kruipen bij elkaar, de kont naar de regen gekeerd.
Binnen in de kleine ruimte wordt het ondanks de natte jassen en schoenen al snel behaaglijk warm. Technicus Fred van der Zwan zit aan de knoppen en voert experimenten uit voor postdoc Nikos Skarapoulos, die over zijn schouder meekijkt. Skarapoulos is theoretisch elektrotechnicus, opgeleid in het Griekse Thessaloniki. Sinds het begin van dit jaar werkt hij in Delft aan de erg ‘on-Griekse’ onderzoeksvraag: hoe onstaat regen uit ijskristallen en hoe zien die regendruppels eruit?
Skarapoulos’ onderzoeksvraag is niet alleen academisch interessant, het kan misschien een antwoord geven op de vraag of Nederland over honderd jaar onder water staat. Russchenberg: ,,Het internationaal klimaatpanel van de Verenigde Naties, het Ipcc, voorspelt dat de aarde in de komende honderd jaar één tot zes graden zal opwarmen. Eén graad is geen probleem, zes graden betekent een wereldwijde catastrofe. De grote onzekerheid in de klimaatmodellen is vooral toe te schrijven aan een gebrekkige kennis over wolken. Ze reflecteren zonlicht en zorgen zo voor afkoeling, maar ze werken ook als warme deken. De vorm van deeltjes speelt daarin een rol.”
Zeppelin
,,Where do I buy these plastic trousers?” Vanochtend heeft Skarapoulos zoals zoveel TU’ers een nat pak gekregen, maar toch is hij blij met de bakken regen die vandaag naar beneden komen. Begin augustus startte het Europese wolkenonderzoek bij het gehucht Cabauw in de Krimpenerwaard. In de eerste maand waren er veel mooiweerwolkjes en af en toe een donderbui; daarna volgde vooral ‘warme regen’, regen uit waterwolken oftewel ‘miezer’. Een fikse bui ‘koude regen’ uit ijswolken stond nog op Skarapoulos’ verlanglijstje.
Een kleine teleurstelling is dat de geplande vlucht met een meetvliegtuig is afgelast vanwege de regen. ,,Jammer”, reageert onderzoeksleider Russchenberg, ,,we willen onze radargegevens graag vergelijken met metingen aan deeltjes ter plekke. Hopelijk vliegen ze morgen wel.”
De ‘buren’ op het meetterrein in Cabauw, een onderzoeksteam van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (Rivm), zijn beduidend minder blij met het weer. Russchenbergbrengt een bezoekje aan hun bestelbus. Zouden ze vandaag – net als de Delftenaren – met hun lidar onder een hoek naar de smeltlaag kunnen kijken? Dat gaat helaas niet lukken. Een lidar is ‘een radar op laserlicht’ en meet dus de weerkaatsing van laserlicht, maar vandaag bereikt de laser de smeltlaag niet. De vele, dikke druppels absorberen te veel straling.
‘Samen naar de wolken kijken’ is het doel van de meetcampagne, legt Russchenberg uit. ,,Als je aan dezelfde wolken meet, kun je de data uitwisselen en vergelijken.” Verspreid over een paar weilanden staan Nederlandse, Franse, Engelse en Russische busjes en containers met meetapparatuur. Onder de paraplu wijst Russchenberg ze één voor één aan: ,,Dat is een infrarood radiometer om warmtestraling te meten; daar staat een 94-gigahertzradar waarmee hele vage ijswolken te meten zijn; dit is een zonnemeter, die doet vandaag niet veel.” Dominerend is de 220 meter hoge meetmast van het Knmi waarop om de 20 meter wind-, vocht- en temperatuurmeters zijn aangebracht. Verderop hangt een halfopgeblazen zeppelin te bollen in de wind net boven het maaiveld. De Duitse zeppelin kan bij beter weer meetapparatuur tot anderhalve kilometer hoogte tillen.
Roze smeltlaag
Druipend komt Skarapoulos de meetruimte weer binnen. Russchenberg en Van der Zwan lachen. ,,Je wilde toch experimenteel werk doen in Delft.” De postdoc is net drie minuten buiten geweest om de twee grote schotels van de Tara vijftien graden te kantelen, zodat de radar nu onder een hoek aan de smeltlaag kan meten. Alles aan het miljoenenapparaat oogt strak en modern, maar het kantelen gebeurt nog gewoon handmatig met een grote zwengel.
Op de monitor verschijnt een typisch plaatje van het dikke Hollandse wolkendek, aldus Russchenberg. Midden over het scherm loopt een witte band, de sneeuwlaag op bijna twee kilometer hoogte die veel reflectie geeft. Erboven en eronder een smallere, roze band. De bovenlaag is ijs, de onderlaag regen, volgens de experts. Boven verloopt het roze naar groen: de steeds ijler wordende laag van ijskristallen. Onder verloopt het roze naar rood: op weg naar het weiland veranderen de regendruppels van vorm en grootte, wat resulteert in een andere reflectie.
Een tweede monitor geeft de snelheid van de neerslag aan. De sneeuw dwarrelt, de regen vlak onder de smeltlaag valt het hardst. Door onder een hoek te meten, kan Skarapoulos later in Delft ook berekenen hoe hard de wind het ijs, de sneeuw en de regen opzij blaast, vertelt Russchenberg. Dit heeft namelijk ook weer invloed op de vorm en stand van de druppels en dus de interactie met het zonlicht.
Wat helaas ook niet direct op het scherm te zien is, zijn de polarisatiemetingen. Het uitgezonden radarsignaal is door een soort polaroidfilter gehaald zodat één trillingsrichting overblijft. Afhankelijk van hun vorm ‘verdraaien’ de regen-, ijs- en sneeuwdeeltjes de straling. De verdraaiing van de opgevangen weerkaatste straling zegt dus iets over de vorm van de druppels.
Tara meet ‘details’ van vijftien meter, meldt Russchenberg. Is dat niet wat grof om druppelvormen te meten? ,,Je meet de gemiddelde vorm van de druppels. En vijftien meter lijkt misschien veel, maar het is zonder twijfel een stuk beter dan de meeste andere radars op dit moment halen. Eigenlijk kunnen we pas sinds een paar jaar goed binnenin een wolk kijken.”
De geavanceerde radar is in de laatste zeven jaar in Delft gebouwd. In tegenstelling tot de meeste systemen zendt de radar geen pulsen uit, maar een continu signaal dat in een tweede schotel wordt opgevangen. Bovendien is de frequentie van de straling snel aan te passen, wat betekent dat Tara snel kan inzoomen op bijzonderheden en erg gevoelig is. De Delftseonderzoekers tasten nu de mogelijkheden af van het apparaat. Wat betekenen de reflecties op een kraakheldere dag in augustus: belletjes warme lucht, stofjes of insecten? En kunnen we het ontstaan van een mooiweerwolkje meten?
F-16
De radarmetingen in het inmiddels volledig beslagen meethok beginnen eentonig te worden. Alleen voor de kenners bieden de nauwelijks veranderende monitorbeelden na twee uur nog spanning. En conclusies trekken is er voorlopig nog niet bij. Skarapoulos: ,,Ik heb voor de komende maanden genoeg gegevens verzameld vandaag.” Een ‘uitje’ naar de 220 meter hoge meetmast volgt. Het is hoogstens drie minuten lopen, maar aangekomen is alles onder de knieën doorweekt. Binnen in het gebouwtje onderaan de toren bieden koffieapparaat en centrale verwarming troost. Een trip naar de top van de mast is er vandaag niet bij, het waait boven te hard. Twintig meter per seconde, leest sitecoördinator Wim Hovius van zijn computerscherm. ,,Ach, het uitzicht is nu toch beroerd.”
,,Heb je dit al gezien”, vervolgt hij enthousiast en klikt een bestandje aan. Een video-opname van een F-16 die rakelings langs de meetmast scheert volgt; het geluid op vol volume. De straaljager is een paar dagen eerder tien maal in duikvlucht overgevlogen op verzoek van de Delftse meetploeg. Russchenberg: ,,De Tara meet windsnelheden en kan dus ook turbulentie oppikken. We wilden graag zien hoe de turbulentie achter zo%n F-16 er uitziet.” De straaljager zelf was goed zichtbaar op de radar, maar de stromen erachter zijn nog moeilijk te interpreteren. Het team hoopt op een herkansing. ,,Alhoewel, schoonfamilie van mij woont hier in de buurt. Die stelt mijn werk minder op prijs.”
Comments are closed.