Regenwolk geeft geheimen prijs ( rd)
Een weerradar
Hoeveel regen een wolk bevat, is straks geen raadsel meer voor prof. dr. ir. Herman Russchenberg, hoogleraar remote sensing aan de TU Delft. Hij denkt zelfs te kunnen voorspellen waar extreme regenbuien zullen vallen.
De klimaatverandering in Nederland zet door, is de stellige overtuiging van Russchenberg, „De laatste honderd jaar is de hoeveelheid neerslag met 20 procent toegenomen. Ook voorspellen klimaatmodellen meer extreme regenval, waarbij veel water in korte tijd valt.”
De huidige modellen om het klimaat te voorspellen, bevatten nog veel onzekerheden. Een daarvan is wolkvorming, weet de hoogleraar. „We begrijpen nog niet genoeg van de invloed van wolken op het klimaat. We moeten ze daarom nog meer in detail kunnen bestuderen.” Tot voor kort onderzochten de Delftenaren de invloed van de atmosfeer op het klimaat met de Delft atmospheric research radar (DARR). Dat systeem voldoet volgens de hoogleraar echter niet meer aan de zware eisen die de huidige research eraan stelt.
Hij wil bijvoorbeeld kunnen meten of de wolken bestaan uit waterdruppels of ijskristallen, hoeveel druppels voorkomen in een waterwolk, hoe groot de druppels zijn en of ze gelijkmatig verdeeld zijn in de wolk of samengeklonterd in clusters. Die gegevens kon DARR echter niet leveren.
Met subsidie van technologiestichting STW bouwden de TU, onderzoeksinstituut TNO en radarspecialist Thales samen met andere belanghebbenden het Parsax-systeem, dat staat voor Polarimetric agile radar in s- and x-band.
Parsax is een technisch hoogstandje, letterlijk en figuurlijk. Zo staat de schotel boven op het 92 meter hoge gebouw van de faculteit elektrotechniek. Anders dan optische instrumenten, die het oppervlak van een wolk aftasten, kijkt de nieuwe radar binnen een straal van 15 kilometer dwars door wolken heen.
Van het oude DARR-systeem zijn alleen de schotel en de antenne overgebleven. „Alle elektronica, hardware en software om signalen te coderen, te verzenden en te decoderen zijn compleet nieuw”, bevestigt de hoogleraar.
Russchenberg legt uit hoe Parsax werkt. „Een uitgezonden radarsignaal weerkaatst tegen de waterdruppels in de wolk. Uit het signaal dat terugkomt naar de antenne moeten we de informatie zien te filteren. Bijvoorbeeld: is er veel terugkaatsing, dan bevat de wolk veel water. Maar we kunnen ook de snelheid van de afzonderlijke regendruppels in de wolk meten en herkennen of de wolk ijskristallen bevat of waterdruppels.”
Hoewel Parsax vorig jaar op 29 oktober is opgeleverd, is het systeem nog niet in bedrijf. Pas als alle testmetingen achter de rug zijn, hoopt de wolkendeskundige het radar in te zetten voor zijn klimaatonderzoek.
De onderzoekers staan voor de grote uitdaging om een snel en betrouwbaar digitaal filter te ontwikkelen dat de juiste signalen oppikt. De metingen hebben namelijk plaats op signalen die 100 keer kleiner zijn dan de ruis – de storende signalen die het radar samen met de teruggekaatste ontvangt. „Bovendien moet het filter raad weten met storende objecten, zoals vliegtuigen en vogels”, somt de hoogleraar op.
In april moet het zover zijn. Dan gaat Parsax meedraaien in het internationale Cesar-consortium –dat staat voor: Cabauw experimental site for atmospheric reseach– waarvan Russchenberg projectleider is.
In Cabauw bij Lopik staat het meest geavanceerde observatorium ter wereld voor onderzoek aan de atmosfeer, verklaart de hoogleraar. Alle deelnemers aan Cesar, waaronder Wageningen Universiteit, KNMI en de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, brengen daar hun specifieke kennis bijeen. Gezamenlijk levert dat een compleet beeld op van de atmosfeer. „Wolkvorming bestuderen met één type apparaat levert nu eenmaal een te beperkte hoeveelheid gegevens op.”
