Colombia zet oceaansensoren in voor betere voorbereiding op orkanen

Nu het orkaanseizoen 2022 voor de deur staat, wordt het belang van het gebruik van wetenschappelijk onderbouwde oplossingen voor de voorbereiding op orkanen steeds groter. Sinds Colombia’s Caribische eilanden in november 2020 binnen een periode van twee weken werden verwoest door de orkanen Eta en Iota, maken door de overheid gefinancierde onderzoekers gebruik van golf- en stroomgegevens, gemeten door oceaansensoren van het Noorse Nortek, om de voorspelling van orkanen te verbeteren.

Met een totaal van 14 orkanen, was 2020 het meest actieve Atlantische orkaanseizoen ooit. De ervaringen met Eta en Iota waren voor de autoriteiten van de archipel van San Andrés, Providencia en Santa Catalina aanleiding om de hulp in te roepen van de Universidad Nacional de Colombia en het milieu-instituut CORALINA om instrumenten te ontwikkelen voor het plannen van en voorbereiden op toekomstige gebeurtenissen, waaronder computermodellen om het orkaanrisico beter te voorspellen. Dr Andrés Fernando Osorio Arias, hoogleraar aan de Universidad Nacional de Colombia en uitvoerend directeur van CEMarin (het centrum van uitmuntendheid in mariene wetenschappen), legt uit: “We gebruiken deze modellen om reconstructies te maken van orkanen die in het verleden hebben plaatsgevonden, en ook om scenario’s te voorspellen die nog niet hebben plaatsgevonden – synthetische scenario’s van orkanen.”

Hoewel dergelijke modellen over het algemeen robuust zijn, wordt hun nauwkeurigheid verbeterd door vergelijking met in het veld gemeten gegevens. Dit is vooral belangrijk omdat biofysische kenmerken zoals koraalriffen, mangroves en zeegrassen de toestand van de zee rond eilanden kunnen beïnvloeden.

“Het is belangrijk informatie uit het veld te verzamelen en te proberen de omstandigheden op laboratoriumschaal te reproduceren, omdat je in het laboratorium meer controle hebt over de verschillende factoren. Met veld- en laboratoriumgegevens kun je nieuwe vergelijkingen, nieuwe parameters en nieuw begrip van fysische processen ontwikkelen om de modellen te verbeteren.”

Meting van stroming en golven 

De wetenschappers verzamelen real-world gegevens over stroming en golfrichting met behulp van twee AWAC onderzeese sensoren, gemaakt door Nortek in Noorwegen. Deze registreren de beweging van het water met berekeningen op basis van het Doppler-effect, een wetenschappelijk fenomeen dat bekend is in de wereld van de fysica. De sensoren zenden geluidsgolven uit en meten vervolgens de echo’s die terugkeren nadat ze zijn afgeketst op in het water zwevende deeltjes. Terwijl de golven zich horizontaal voortbewegen, bewegen deze met het water mee in een cirkelvormige, of orbitale, beweging. Dit geeft inzicht in hoe de hoogte en richting van golven varieert naar gelang van de weersomstandigheden.

De golven aan het oppervlak zijn een combinatie van vele golven, die verschillende richtingen, perioden en hoogten hebben. De AWAC akoestische sensor doet metingen over een lange periode, waardoor er onderscheid gemaakt kan worden tussen de verschillende golven.

Nu de onderzoekers het model hebben gevalideerd met de real-world gegevens van Eta en Iota, kunnen ze met vertrouwen “synthetische” orkaan-scenario’s opstellen om de gebieden op de eilanden te identificeren die het kwetsbaarst zijn voor overstromingen. Als gevolg daarvan kunnen de autoriteiten actie ondernemen om kwetsbare gemeenschappen te beschermen, zoals het planten van zeegras op strategische locaties.

Bekijk hier een video over het werk van CEMarin-onderzoekers in Colombia.