Ruisdael Observatorium modelleert NL atmosfeer met resolutie van 100 meter

Door de langdurige emissies van broeikasgassen, luchtverontreiniging en fijnstof is de atmosfeer structureel veranderd. Over wat er precies in de atmosfeer gebeurt – en hoe die verandert door de toevoeging van broeikasgassen – weten we nog weinig. "De grote uitdaging voor atmosferische wetenschappen is om voorspellingen te doen op korte termijn, lokaal en heel gedetailleerd, en daarnaast over hoe de atmosfeer er in de toekomst uit gaat zien", zegt professor Herman Russchenberg, hoogleraar atmospheric remote sensing, directeur van het TU Delft Climate Institute en trekker van het Ruisdael Observatorium. "Maar onze huidige modellen werken met blokken van een paar kilometer groot, terwijl de meeste atmosferische verschijnselen zich op veel kleinere schaal afspelen." Dus worden er aannames gedaan over de toestand van de atmosfeer. Om daarvan af te komen, zullen die kleinschalige fenomenen gemeten en gemodelleerd moeten worden, iets wat nu alleen voor sommige deelprocessen gebeurt.

Fijnmazig landelijk dekkend meetnetwerk

Om alle benodigde vakgebieden te kunnen combineren, werken in het Ruisdael Observatorium uiteenlopende partijen samen. Het consortium bestaat uit onderzoekers van het KNMI, Universiteit Utrecht, Rijksuniversiteit Groningen, Vrije Universiteit, Wageningen University & Research, RIVM, TNO, ECN en TU Delft (penvoerder). Russchenberg en zijn collega’s willen toe naar een zeer fijnmazig landelijk dekkend meetnetwerk: een vast meetnetwerk, mobiele sensoren en uitgebreide grondstations leveren gegevens op over de fysische en chemische eigenschappen van de atmosfeer en zijn interactie met het aardoppervlak.

Troposfeer

Voor de atmosfeer zelf gaat het Ruisdael Observatorium naast de thermodynamische grootheden (temperatuur, wind, en vocht) ook de chemische samenstelling meten, waaronder broeikasgassen als CO2 en uitlaatgassen en emissiegassen als stikstofdioxide, ammoniak en zwaveldioxide. Daaruit ontstaan aerosolen – stofdeeltjes – waaromheen zich wolkendruppels kunnen vormen. De resulterende wolken hebben weer invloed op straling.

Ook de ondergrond zelf is belangrijk, vanwege de invloed die bodemvocht en -temperatuur hebben op het weer. De metingen zouden een meter onder de grond moeten beginnen en zo’n twaalf kilometer hoogte moeten bestrijken – de hele troposfeer dus, want dat is de laag van de atmosfeer die ons weer – en ons klimaat – bepaalt.

Nauwkeurige modellen en rekenkracht

Aan de modellenkant speelt hetzelfde probleem als aan de meetkant. Hoewel die een steeds hogere resolutie krijgen, zijn ze nog niet fijnmazig genoeg. Een nieuwe rekenfaciliteit moet straks de geobserveerde gegevens real time in atmosfeermodellen kunnen verwerken. Doel van het Ruisdael Observatorium: een simulatie van de hele Nederlandse atmosfeer met een resolutie van 100×100 meter.

Groot voordeel van zo’n nationale kaart van ‘Hollandse luchten’ is dat Nederland op een relatief klein oppervlak vele verschillende soorten landschappen, bebouwing, vegetatie, en weersomstandigheden kent. Er zijn dan ook uiteenlopende lokale lessen over weer en klimaat te leren, die ook internationaal goed toepasbaar zullen zijn.