DELFT (NL) – Satellietbeelden die informatie geven over het reliëf van het aardoppervlak kunnen nu ook het weer voorspellen. Rekenkundig bewerken van de foto’s resulteert in een plaatje dat zeer lokaal wolken en regenbuien weergeeft.


De Deltse onderzoeker Ramon Hanssen heeft in samenwerking met collega’s aangetoond dat satellietopnamen waterdamp in de atmosfeer zichtbaar kan maken. Momenteel is de verdeling van waterdamp de meest onbekende parameter voor meteorologen. De nieuwe techniek voorspelt nauwkeuriger dan de huidige beelden van weersatellieten waar wolkenvorming optreedt en of het gaat regenen. “De beelden op tv zijn opgebouwd uit stukjes van vijf bij acht kilometer. Wij halen honderdzestig bij honderdzestig meter”, licht Hanssen toe.

Hannsen, promovendus aan de Technische Universiteit van Delft, gebruikte in zijn onderzoek radaropnamen gemaakt met satellieten van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. “Eigenlijk zijn die satellieten niet bedoeld om het weer te voorspellen. Ze maken hooguit één opname per dag en dat is voor weersvoorspellingen veel te weinig.” De satellietbeelden voldeden wel voor het ontwikkelen van de techniek.

“En ja, een stuk verderop regende het”
De satellietradar brengt normaal gesproken hoogteverschillen in kaart. Het aardoppervlak weerkaatst namelijk de door de radar uitgezonden pulsen. Een verhoging van het aardoppervlak kaatst de puls eerder terug. De Delftenaren vergeleken met computers foto’s van hetzelfde gebied op verschillende tijdstippen. Andere disciplines gebruiken deze techniek, radarinterferometrie, al langer. Ondanks dat het aardoppervlak niet verandert, verschillen de foto’s van elkaar. De luchtcondities tussen het aardoppervlak en de satelliet wissellen namelijk wel en storen de hoogteverschilmetingen. De onderzoekers gebruikten deze storingen die ontstaan door verschillen in temperatuur, druk en waterdampconcentratie voor het maken van hun voorspellingen. De temperatuur en de druk zijn bekend, dus daarvoor konden de wetenschappers corrigeren. Nadat de computer de correcties heeft uitgevoerd, blijft een plaatje van de waterdampconcentratie over.

In een artikel dat op 26 februari in Science verscheen, laten de onderzoekers hun bewerkte satellietafbeeldingen zien. De gebruikte techniek maakt de tot nu toe onzichtbare koudefronten wel zichtbaar. “Als je de dynamiek van het koudefront verder volgt dan zie je dat zich steeds meer waterdamp ophoopt precies op de scheidslijn tussen warme en koude lucht”, zegt Hanssen. Ophopingen van waterdamp leiden tot wolken en regen. De onderzoekers werkten nauw samen met het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI). Het KNMI gaf informatie over de plaatsen waar het regende zodat de onderzoekers hun voorspellingen konden verifiëren. “En ja, een stuk verderop, na de scheidslijn, regende het”, vertelt de Delftenaar.

Realtime
In de toekomst kunnen vliegtuigen met een speciale radar veel meer beelden per dag maken dan de radarsatellieten. De verwerking van de beelden vergt nog veel tijd. “Dat moet sneller als je realtime beelden wil weergeven”, zegt Hanssen, die dit jaar wil promoveren. “We moeten nog goed naar de verwerking kijken, zodat we een beter algoritme kunnen ontwikkelen.”

DR