De aarde warmt sneller op dan eerder gedacht. Dat blijkt uit onderzoek van een groep klimaatonderzoekers in opdracht van de Verenigde Naties. Ook staat het ‘onmiskenbaar’ vast dat mensen voor die opwarming verantwoordelijk zijn. De roep om meer klimaatactie zal na het rapport luider klinken, maar wat kan Nederland nog doen?
Het zesde rapport van de klimaatonderzoekers die door de Verenigde Naties bijeen zijn gebracht, is het alarmistische tot nu toe. In het meest ongunstige scenario zou de temperatuur op aarde tegen het einde van deze eeuw zijn opgelopen met ruim 5 graden. Dat zou zorgen voor extreme weersomstandigheden zoals hitte, droogte of zware regenval, en het leven in diverse regio’s op aarde bedreigen.
Veranderingen van klimaat gaan extreem snel
Extreem weer was de afgelopen maanden geregeld in het nieuws. In Californië woedt de op een na grootste bosbrand in de geschiedenis van de Amerikaanse staat, in Griekenland en Turkije woeden ook grote branden en vorige maand werden delen van Nederland, België en Duitsland geteisterd door zware regenval met watersnood tot gevolg.
De veranderingen van het klimaat gaan extreem snel, zo schrijft het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) in het rapport. De klimaatdeskundigen zeggen dat het afgelopen decennium waarschijnlijk de warmste periode was in de afgelopen 125.000 jaar. Door een combinatie van uitstoot en ontbossing zit de hoeveelheid koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer op een niveau dat ongeveer twee miljoen jaar niet is gezien.
Ook gunstig scenario in klimaatrapport
Door de veranderingen is naast het extreme weer ook de stijging van de zeespiegel voorlopig onomkeerbaar volgens het rapport. Van 2006 tot 2018 is de zeespiegel met 3,7 millimeter per jaar gestegen. Van 1901 tot 1971 was dat 1,3 millimeter per jaar. Het tempo waarmee de stijging gepaard gaat, is afhankelijk van hoe hoog de temperatuur op aarde oploopt.
Sinds 1900 is de temperatuur met 1,1 graad Celsius gestegen. In het gunstigste scenario van het zesde IPCC-rapport loopt de temperatuur nog op tot maximaal 1,8 graad. Dat valt binnen de kaders van het Klimaatverdrag van Parijs dat in 2016 door diverse wereldleiders werd gesloten. Daar spraken zij af zich te zullen inzetten om de temperatuur op aarde niet hoger te laten stijgen dan 2 graden en het liefst 1,5 graad.
Europese landen verlagen uitstoot van broeikasgassen al aanzienlijk
Daarvoor moet de uitstoot van broeikasgassen rap worden verlaagd. Veel westerse landen zijn daar al mee bezig. Ten opzichte van 1990 stoot het Verenigd Koninkrijk bijvoorbeeld 40 procent minder CO2 uit, Frankrijk 20 procent en Nederland bijna 25 procent. In 2030 moet de uitstoot van Nederland ten opzichte van 1990 zijn gehalveerd.
In andere landen stijgt de uitstoot van broeikasgassen nog. Onder meer in India en China, de grootste uitstoter van broeikasgassen ter wereld, groeit de uitstoot nog elk jaar. Volgens internationaal onderzoek van het Planbureau voor de Leefomgeving was China in 2019 goed voor 27 procent van de uitgestoten broeikasgassen, de lidstaten van de Europese Unie 8 procent en India 7 procent.
Nederland wil grote vervuilers meekrijgen in klimaatbeleid
Naar verwachting neemt het aandeel van China de komende jaren nog verder toe. Pas na 2030 zal China minder broeikasgassen uitstoten. In 2060 wil het land klimaatneutraal zijn, tien jaar later dan de lidstaten van de Europese Unie.
In reactie op het rapport zegt Dilan Yeşilgöz-Zegerius (VVD) dat andere landen meer moeten doen. Volgens de demissionair staatssecretaris van Klimaat en Energie maakt het rapport ‘nog eens extra duidelijk dat we de komende decennia de uitstoot van broeikasgassen sterk moeten verminderen’. Tijdens de wereldwijde klimaatconferentie later dit jaar in Glasgow wil Nederland zich inzetten om andere landen scherpere doelen te laten stellen.
Steeds preciezer houden satellieten de aarde in de gaten. Vanuit de ruimte speuren ze naar gaslekken, stiekeme vervuilers en illegale bomenkap. Nederlandse innovaties spelen daarbij een belangrijke rol vooral in de ontwikkeling van meetinstrumenten. En die ontwikkelingen gaan in razend tempo door.
Amerikanen konden eind jaren vijftig horen hoe de Sovjet-Unie ze in de ruimte voorbijstreefde. Hun radio’s vingen de pieptoon op die de Spoetnik uitzond, de allereerste satelliet.
Uw cookieinstellingen laten het tonen van deze content niet toe. De volgende cookies zijn nodig: marketing. Wijzig uw instellingen om deze content te zien.
Ruim zestig jaar later is het leven onvoorstelbaar zonder de circa zesduizend navolgers van Spoetnik. Dankzij satellieten navigeren we met gps en kunnen we wereldwijd communiceren. Maar de apparaten houden ook de aarde in de gaten. Dat is handig wanneer observatie vanaf de grond onpraktisch is. Of wanneer je ergens niet kan of mag komen.
Satellieten kwijten zich steeds beter van hun spionnentaak. Wetenschappers zien preciezer dan ooit waar bomen worden omgehakt. Ze krijgen elke dag verse gegevens over luchtvervuiling. En jaarlijks lanceren ze nieuwe satellieten met nog meer mogelijkheden.
Afname van luchtvervuiling in Nederland door Corona-maatregelen: Tropomi NO2-metingen van 22-26 maart 2020 vergeleken met 23-27 februari 2019 (een periode met vergelijkbare meteorologische omstandigheden).https://t.co/JmX57zGFeTpic.twitter.com/WV234uSlWf
Nederland speelt hierin een belangrijke rol. Aan het begin van de coronapandemie gingen kaartjes de wereld over met daarop de door de lockdown extreem afgenomen luchtvervuiling in Wuhan en Noord-Italië. De kaartjes waren gemaakt met Tropomi, van Tropospheric Monitoring Instrument, een apparaat grotendeels bedacht en gebouwd in Nederland. In 2017 ging de meetapparatuur met een satelliet van het Europese ruimtevaartagentschap ESA de ruimte in.
Vooral de technologie zet stappen vooruit
Dat satellieten steeds krachtiger worden, is vooral te danken aan technologische vooruitgang, zegt Ilse Aben (56), verantwoordelijk voor Tropomi bij het Nederlands ruimtevaartinstituut SRON en hoogleraar aan de Vrije Universiteit.
Elke keer als er een satelliet met een nieuw of verbeterd snufje de ruimte in gaat, groeien de mogelijkheden. Tropomi is daarvan een goede illustratie. Voorheen kon de luchtkwaliteit maar beperkt worden gemeten, maar Tropomi gaat dagelijks de hele wereld af voor metingen op stadsniveau. ‘Buitenlandse collega’s noemen Tropomi een game changer,’ zegt Aben. Zij en haar team gebruiken het instrument om enorme gaslekken op te sporen (zie ‘Zoeken naar gaslekken vanuit de ruimte’).
Een app helpt oerwoudbeschermers in Congo
Naast de ‘hardware’ verbeteren wetenschappers ook de analyse van data en weten ze deze slim te combineren. Zo worden radarsatellieten, waarmee je ontbossing door de wolken heen kunt zien, steeds nauwkeuriger. Het aantal pixels dat die naar de aarde sturen, neemt toe. En wetenschappers lukt het steeds beter om die gegevens te analyseren met kunstmatige intelligentie.
Johannes Reiche (37) en zijn team aan Wageningen University & Research maakten een algoritme dat ontbossing opspoort. Vorig jaar lanceerden zij het Radar Meldingen Systeem voor Detectie van Ontbossing (RADD) dat palmolieleveranciers als Unilever een melding stuurt als er in Indonesië oerwoud wordt gekapt of platgebrand. In januari volgde een alarmsysteem voor het Congobekken (zie ‘Automatische melding als bomen worden gekapt’ ).
Maar ook de technische innovatie blijft doorgaan. SRON werkt momenteel onder meer aan de Sentinel-5. Die moet volgend jaar 817 kilometer de lucht in en vervangt de Sentinel-5P. De satelliet meet door middel van Nederlandse technologie de troposfeer, het laagste deel van de atmosfeer. Zo meet het methaan, koolmonoxide en andere broeikasgassen. ‘Dit is belangrijke informatie over de aarde en het klimaat,’ zegt Aaldert van Amerongen (43), hoofd van het aardobservatieprogramma van SRON.
In de ruimte wordt het steeds drukker
Weer een andere satelliet – SPEXone – gaat het stof in de lucht analyseren. ‘Door uitvindingen in samenwerking met onder meer de Universiteit Leiden, Airbus Defence and Space Netherlands, en TNO Delft kunnen we nu fijnstof met een factor 10 nauwkeuriger meten,’ zegt Van Amerongen. ‘We zien nu niet alleen het stof, maar ook wat voor stof het is: zeezout, zand of roet.’ In 2023 moet de SPEXone de lucht in, zo’n 676 kilometer.
Het is in de ruimte wel drukker dan in de tijd van de Spoetnik. Al lang lanceren niet meer alleen overheden de satellieten, maar ook commerciële partijen, zoals SpaceX, het ruimtevaartbedrijf van Tesla-topman Elon Musk. Zijn ruim zeshonderd satellieten (op 346 kilometer hoogte) maken internet mogelijk, en dat worden er nog duizenden meer.
Voorbeeld 1: Zoeken naar gaslekken vanuit de ruimte
In Turkmenistan was in 2019 iets vreemds aan de hand. Een Canadees bedrijf zag met een proefsatelliet enorme wolken methaan – het voornaamste bestanddeel van aardgas – de lucht in gaan. Midden in de woestijn, waar niemand woont. En niemand had enig idee hoelang dit al gaande was.
Dus klopten de Canadezen bij Nederland aan. Hier hadden wetenschappers een jaar eerder het Tropomi-instrument gelanceerd, dat naast luchtvervuiling ook methaan kan ‘zien’. Uit de gegevens bleek dat in de Centraal-Aziatische woestijn al veel langer methaan lekte, zegt Ilse Aben (56), hoogleraar aan de Vrije Universiteit en onderzoeker bij ruimtevaartinstituut SRON. Boosdoener was een pijpleiding bij een compressorstation. Deze informatie werd doorgespeeld aan de Turkmenen, en warempel, vanuit de ruimte zagen Aben en haar collega’s dat het lekken stopte.
‘Lekken zijn vaak geen kwade opzet’
Het dichten van zulke lekken is nuttig, zegt Aben. Veel methaan komt vrij bij de gaswinning – uit lekke leidingen of bij boorputten en compressors die niet goed werken. Dit kost bedrijven geld. ‘Veel lekken zijn geen kwade opzet,’ zegt Aben. ‘Ze weten het gewoon niet.’ Dat komt doordat infrastructuur vaak afgelegen ligt en na de aanleg zelden wordt gecheckt. En de kennis is beperkt. Recent onderzoek in Mexico, zegt Aben, liet zien dat daar bij olie- en gaswinning op zee veel minder methaan lekt dan op het land. Terwijl de Mexicaanse overheid het tegenovergestelde dacht.
Ook voor het klimaat is het dichten slim. Methaan is over twintig jaar bezien zo’n 86 keer zo effectief als CO2 in het vasthouden van warmte. Na CO2 is methaan het voornaamste broeikasgas. De hoeveelheid in de atmosfeer groeit, deels door onnodige lekkages. Al komt ook methaan vrij door boerende koeien en uit moerassen.
Al weer tal van nieuwe lekken gevonden
Na Turkmenistan werkt Abens team nog altijd met het Canadese bedrijf. Tropomi houdt de hele wereld in de gaten. Als ze iets verdachts zien, seinen ze hun collega’s in. De nieuwe Canadese satelliet observeert maar kleine oppervlakten, maar kan lekken wel tot op 30 meter nauwkeurig lokaliseren. Aben vond al diverse nieuwe lekken, maar ze werkt nog aan de officiële publicatie.
Omdat Tropomi elke dag de wereld afgaat, is het geschikt om kortdurende lekken te spotten. Een voorbeeld is de Ohio blowout, een immens lek dat in 2018 ontstond na een ongeluk. In een kleine drie weken stootte het meer methaan uit dan de Nederlandse olie- en gassector in een jaar. Tropomi was de enige die kon meten hoeveel methaan de lucht in ging.
Voorbeeld 2: Klimaatbeleid: vertrouwen is goed, controle is beter
De ambities zijn afgelopen jaar flink opgevoerd in het klimaatbeleid. Steeds meer landen willen in 2050 geen broeikasgassen meer uitstoten – zelfs China wil in 2060 naar nul. Nu moet blijken of die woorden worden omgezet in daden.
Om hun voortgang te volgen, houden landen een immense klimaatboekhouding bij. Daarin staat hoeveel steenkool er de hoogovens in gaat, hoeveel kilometers auto’s rijden, hoeveel gas cv-ketels verstoken en nog veel meer. Alle broeikasgassen die zo vrijkomen, tellen op tot de totale uitstoot. Die dus veel sneller moet gaan dalen.
Veel landen werken met tegenzin aan klimaatbeleid
Tot dusver moeten landen elkaar ‘op hun blauwe ogen geloven’. Naast de boekhouding zijn er geen onafhankelijke metingen van de CO2-uitstoot. Ook niet voor landen die met frisse tegenzin meewerken aan het klimaatbeleid, zoals Rusland en Brazilië. Of die, zoals China, geen goede reputatie hebben bij het aanleveren van statistieken.
Er zijn diverse initiatieven om de CO2-uitstoot vanuit de ruimte te gaan meten. Een van de meer ambitieuze is van de Europese Commissie. Vanaf 2025 gaan er drie CO2M-satellieten de ruimte in om de uitstoot van CO2 te meten. Dat levert nuttige inzichten op voor de welwillenden. Welk beleid helpt de uitstoot succesvol naar beneden? Waar neemt de natuur weer CO2 op?
Vals spelen gaat steeds meer lonen voor klimaatbeleid
Maar er kan ook worden gekeken of landen hun beloftes nakomen. En ook of er bedrijven zijn die zich niet aan de regels houden. Naarmate het klimaatbeleid meer tanden krijgt, loont het steeds meer om vals te spelen. Het verleden illustreert dat. Een paar jaar geleden betrapten wetenschappers nog Chinese fabrieken op het produceren van cfk’s. Deze stoffen tasten de ozonlaag aan en zijn al decennia verboden.
Uw cookieinstellingen laten het tonen van deze content niet toe. De volgende cookies zijn nodig: marketing. Wijzig uw instellingen om deze content te zien.
De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft al ervaring met het meten van CO2. In 2014 lanceerde zij een satelliet, genaamd OCO-2. Deze bewees dat compacte steden per inwoner echt minder broeikasgassen uitstoten. Ook kon de satelliet inschatten hoeveel CO2 vrijkwam bij een grote bosbrand.
Ambities zijn wel heel groot
Aangezien de EU-plannen veel ambitieuzer zijn, moet er nog flink wat vooruitgang worden geboekt. Zelfs veel experts zijn sceptisch of het gaat lukken om de klimaatboekhouding te doen met echte waarnemingen. En dan is er ook nog grote haast. Het lanceerjaar 2025 lijkt ver weg. ‘Maar voor satellietbouw is dat gevoelsmatig overmorgen,’ zegt Aaldert van Amerongen (43), hoofd van het aardobservatieprogramma bij ruimtevaartinstituut SRON.
Ook hier kan Nederland een bijdrage gaan leveren. Zo wordt de meting van CO2 op diverse manieren verstoord. Denk aan kleine deeltjes in de lucht. Door deze deeltjes precies te meten – iets wat Nederlandse ingenieurs goed kunnen – valt daarvoor te corrigeren en worden de CO2-metingen nauwkeuriger.
Voorbeeld 3: Automatische melding als bomen worden gekapt
In het Congobekken, een gebied dat zich uitstrekt over de Democratische Republiek Congo, de Republiek Congo, de Centraal-Afrikaanse Republiek, Gabon en Kameroen, wil de strijd tegen de bomenkap nog niet zo lukken. Het tempo van ontbossing is sinds 1990 gelijk gebleven en de laatste jaren zelfs versneld.
De lokale autoriteiten hebben er een middel bij gekregen in hun strijd tegen illegale bomenkap: de app RADD (Radar Meldingen Systeem voor Detectie van Ontbossing). Twee jaar werkten de wetenschappers van Wageningen University & Research (WUR) daaraan onder leiding van Johannes Reiche, en in januari is de app gelanceerd.
De Europese radarsatelliet Sentinel-1 (die op 693 kilometer hoogte draait) kan door het wolkendek heen kijken, wat gunstig is boven een tropisch regenwoud. Elke zes tot twaalf dagen stuurt de satelliet foto’s op een schaal van 10 bij 10 meter. Het is niet te doen om deze beelden handmatig te controleren op gaten in het bosgebied. Dat proces is door de WUR nu geautomatiseerd. ‘Het systeem vergelijkt de nieuwe foto met de eerdere foto,’ legt Reiche uit. ‘Als er een afwijking is, stuurt het automatisch een alert die je krijgt in de app.’
‘Veel bomenkamp is illegaal’
Met de app is het mogelijk om tot op hectareniveau te zien wat er gebeurt. Zo worden specifieke boomsoorten gekapt omdat ze ‘tropisch hardhout’ opleveren. En waar dat gebeurt, ontstaan opeens wegen. ‘Veel bomenkap is illegaal,’ zegt Reiche.
Uw cookieinstellingen laten het tonen van deze content niet toe. De volgende cookies zijn nodig: marketing. Wijzig uw instellingen om deze content te zien.
Hij hoopt dat het alarmsysteem meer transparantie zal brengen. Een uitdaging in een land als Congo, dat op de corruptielijst op plaats 168 (van de 180) staat. ‘De gegevens zijn nu bijna realtime beschikbaar,’ zegt Reiche. Hij hoopt dat de lokale autoriteiten er daardoor sneller bij zijn. Door de samenwerking met Global Forest Watch, een onlineplatform dat de wereldwijde ontbossing laat zien, is de ontbossing voor iedereen te volgen.
Bevolking blijft maar groeien in het Congobekken
Volgens Reiche is het belangrijk om het Congobekken in de gaten te houden, omdat dit het grootste tropisch regenwoudgebied ter wereld is. Maar dat staat onder druk door de bevolkingsgroei. In Congo alleen al is de verwachting dat er in 2100 zo’n 362 miljoen mensen wonen, tegen nu 90 miljoen.
En al die mensen moeten eten. ‘Je ziet dat er bomen “verdwijnen” voor zelfvoorzienende landbouw,’ zegt Reiche. ‘Maar er is armoede. Dus wie zijn wij om te zeggen dat ze hun familie niet mogen voeden?’ Hij richt zich dus vooral op de illegale bomenkap en op mijnbouw, de derde belangrijke oorzaak van ontbossing in het Congobekken. Daarbij gaat het om kleine boeren die zoeken naar onder meer mineralen die worden gebruikt in telefoons. Vanuit de lucht is deze activiteit te herkennen aan wat Reiche open pit mining noemt. De handel in delfstoffen uit het Congobekken is schimmig, maar de vindplaatsen zijn nu goed te zien.
Oceanograaf Raymond Schmitt was voor niets naar Bermuda gekomen. Een collega wilde hem voorstellen aan het bestuur van een nieuw internationaal onderzoeksproject naar het komen en gaan van water. Schmitt had destijds, begin jaren negentig, een naam opgebouwd als het ging om verdamping en neerslag boven open zee.
Emeritus Research Scholar aan het Woods Hole Oceanographic Institution. Studeerde natuurkunde aan Carnegie-Mellon University en promoveerde in de fysische oceanografie aan University of Rhode Island. Sinds 1978 werkt hij als onderzoeker in Woods Hole.
Maar het Global Energy and Water Cycle Experiment (GEWEX) werd geleid door hydrologen – kenners van waar het water blijft op en onder land – en meteorologen, vertelt Schmitt een kwart eeuw jaar later. Na de eerste sessie was hij door de voorzitter apart genomen. ‘Een Franse professor, helemaal het type. En die zei: GEWEX is niet voor oceanografen. Kortom: ga weg, mannetje. Dus ging ik maar. Het was tenslotte hun project. Ik had ze alleen maar verteld dat ze aan de oceaan moesten denken. Want daar komt alle regen vandaan.’
Nog altijd moet Schmitt vechten om het idee erdoor te krijgen
Nog altijd, vertelt hij in zijn werkkamer op het Woods Hole Oceanographic Institution, op een schiereiland tussen Buzzards Bay en de Atlantische Oceaan, moet hij vechten om dat idee erdoor te krijgen. De illustraties in de lesboeken laten doorgaans zien hoe water als damp opstijgt uit de bodem, van open water en uit de bladeren van planten. En hoe het dan als sneeuw of regen weer neerkomt. Met aan de rand een stukje zee dat ook nog mag meedoen. Terwijl de verhouding juist andersom is, zo luidde in Bermuda de boodschap van Schmitt: ‘Het stroomvolume van de Mississippi is ongeveer eenhonderdste van alle regen die op de Noord-Atlantische Oceaan valt.’
Dat is natuurlijk een gemiddelde. In 1993 kreeg die rivier – net als dit voorjaar trouwens – een uitschieter te verwerken. Het bracht aanwonenden narigheid, maar bracht Schmitt op zijn gouden idee. ‘Het regende wekenlang. Een enorme berg water kwam stroomafwaarts, overstroomde elke stad waar hij langskwam, helemaal tot de Golf van Mexico. Daar resulteerde dat in een plak zoet water van 30 meter dik – zoet water drijft op zout, het is lichter. Die plak werd meegevoerd met de zeestromen, door de Straat van Florida, de Atlantische Oceaan in. En ik dacht: aha, als zo’n golf rivierwater die oceaan zoeter maakt, dan moet daaraan voorafgaand ergens een stuk oceaan zouter zijn geworden, nog voordat al dat water op het land arriveerde.’
Want het zeeoppervlak wordt plaatselijk zouter als watermoleculen als damp de lucht in schieten, met achterlating van alles wat erin opgelost was. En in warme streken is dat effect niet gering. In subtropisch Bermuda, waar Schmitts bijdrage zo hooghartig werd afgewimpeld, zou de zeespiegel elk jaar met zo’n 2 meter dalen, en almaar zouter worden, als er geen vervanging kwam toestromen uit koelere gebieden met een regenoverschot. Maar die zogeheten Goldsbrough- circulatie, al herkend in de jaren dertig van de vorige eeuw, werd gezien als iets wat alleen de oceanen aanging.
‘Zie je het zoutgehalte toenemen, dan zal het meer dan normaal regenen’
De Mississippi bracht Schmitt op het idee dat een deel van die circulatie een omweg over land zou kunnen maken. Misschien wel langs een min of meer vaste route. ‘Zie je het zoutgehalte ergens toenemen, dan weet je dat het ergens anders meer dan normaal zal regenen.’
Voor een eerste poging richtte hij zijn blik meteen maar op de grootste rivier ter wereld, in afvoer gemeten: de Amazone. In de jaren negentig zetten onderzoekers uit allerlei landen de eerste Argo-drijvers in de oceanen uit. Dat zijn met instrumenten uitgeruste boeien die telkens naar zo’n 2 kilometer diepte zakken en dan weer boven komen om data naar huis te seinen. De eerste Argo’s maten alleen de temperatuur. Op initiatief van Schmitt gingen ze ook het zoutgehalte meten.
Schmitt wist niet beter, of die begroting was lokaal sluitend: de Atlantische Oceaan is zoeter waar het rivierwater erin komt en zouter ten noorden daarvan. Het daar verdampte water had vast de Zuid-Amerikaanse regenwouden als bestemming.‘Ik kreeg geld van de National Science Foundation (NSF) om twintig van die drijvers uit te zetten in de tropische Atlantische Oceaan, in de omgeving van de Amazone. Ik had het geluk dat toen ook waarnemingen vanuit satellieten beschikbaar kwamen, van de kleur van het oceaanwater. Amazonewater is bruin, de oceaan zelf is blauw. Dus de drijvers vertelden ons hoe diep die zoetwaterpluim was en de satellieten hoe uitgebreid. Zo kon je een zoet-zoutbegroting maken.’
Het zou een kleine twintig jaar duren voor hij ontdekte hoe ver hij ernaast zat. Want na dat eerste project kreeg hij bij de gebruikelijke geldschieters voor dit soort onderzoek, zoals NSF en NASA, telkens nul op het rekest. Het idee paste niet in de vertrouwde hokjes. ‘Een hydroloog wil geen geld geven aan oceanografie, en omgekeerd.’
Meer zout in de lente blijkt een goede voorspeller voor moessonregens in de zomer
Maar in 2013 kwam er een buitenkans: het Woods Hole-instituut heeft een beperkt budget voor postdocs, en onder de sollicitanten voor zo’n contract van achttien maanden meldde zich een Chinese onderzoeker, Laifang Li. Zij bleek gepromoveerd op de invloed van regenval in de Atlantische Oceaan op weersystemen in de Indische Oceaan. ‘Ik heb met de vuist op tafel geslagen: díe moeten we hebben. Toen ze kwam, trok ik een vierkant rond het zoutmaximum in de Atlantische Oceaan en zei: ik wil weten waar dat water heen gaat. Ik dacht nog steeds: dat gaat naar het Amazonegebied. Maar na een week kwam ze terug en zei: het spijt me, maar het gaat naar Afrika.’
Met gebruik van computertechnieken waarvan Schmitt toegeeft dat ze hem boven de pet gaan, had Li in wereldwijde databestanden van het weer naar gebieden gezocht die een statistische dans leken te doen met dat stuk oceaan: hier een piek in het zoutgehalte, daar precies een aantal maanden later een piek in de regenval. Niet altijd, maar vaak genoeg om door een computerprogramma gespot te worden. Zo’n gebied bleek er te zijn, en het is een plek waar elk jaar reikhalzend naar regen wordt uitgekeken: meer zout in de Noord-Atlantische Oceaan in de lente blijkt een goede voorspeller te zijn voor meer moessonregens in de zomer in de Sahel.
Geïnspireerd door Li’s bevindingen richtte Schmitt zijn aandacht weer op de Mississippi. Die overstromingen uit 1993: waren die te herleiden tot extreme verdamping uit één gebied in de Atlantische Oceaan? Ja, was het antwoord.
De Mississippi, hier bij West Alton in Missouri, trad eind mei buiten zijn oevers. Foto: Scott Olson/Getty Images
Ruim van tevoren regen voorspellen is met huidige aanpak onmogelijk
In juni 2015 woonde Schmitt een congres van meteorologen bij in Minneapolis in de staat Minnesota, aan de bovenloop van de Mississippi. Hij meldde zich aan met een presentatie over ‘het voorspellen van regen in Minnesota aan de hand van het zoutgehalte van de Noord-Atlantische Oceaan’. ‘In maart keek ik naar de laatste gegevens en die zagen er precies zo uit als in 1993. Dus daar stond ik dan, op een vergadering van weerkundigen, te beweren: jullie krijgen een natte zomer! En het kwam uit. Het was niet zo erg als in 1993, maar in Illinois waren er overstromingen. En de Grote Meren, die door droogte 1 meter te laag stonden, hadden in één klap weer hun gewone niveau terug.’
Zoveel maanden van tevoren regen voorspellen is met de gebruikelijke aanpak – computermodellen die de toestand van de atmosfeer van uur tot uur telkens een stapje vooruitrekenen – totaal onmogelijk. Dus de ontdekte zoutroute leek een wetenschappelijke goudmijn. Maar niet iedereen zag dat. Om Li na afloop van haar contract op Woods Hole te houden, moest Schmitt geld binnenhalen en opnieuw stuitte dat op afwijzingen. Li vertrok naar de Duke University in North Carolina.
‘Mijn hart brak. Maar we hielden vol. We schreven samen een voorstel voor de NSF. Die waren begonnen met een programma over het voorspellen van extreem weer, inclusief overstromingen en droogtes. Daar zetten we onze kaarten op.’
De familie Schmitt deed mee aan een prijsvraag
De aanvraag was nog in behandeling toen Schmitt van een collega een ongewone tip kreeg: het Bureau of Land Reclamation, de instantie die in het zuidwesten van Amerika het water beheert, met reservoirs als Lake Mead bij Las Vegas, had een prijsvraag uitgeschreven. Wie kon een jaar lang de beste langetermijnvoorspelling voor de neerslag in het gebied maken? Er was 100.000 dollar beschikbaar voor de categorie ‘drie en vier weken vooruit’ en nog eens dat bedrag voor ‘vijf en zes weken vooruit’.
‘O, wat erg,’ was Schmitts reactie. ‘Ik heb geen team!’
Hij verzon een list. ‘Het werd Kerst, het hele gezin was bij elkaar, en ik vraag mijn zoons, tweelingen, 28 jaar oud, hoe het ermee gaat. “We zijn bezig met kunstmatige intelligentie, neurale netwerken, om meer succes te hebben bij het gamen.” Ik zei: wat denk je van meedoen aan een echte wedstrijd?’
De familie Schmitt – een oceanograaf, een werktuigbouwkundige en een programmeur – ging ervoor. De intelligente software ging op zoek naar samenhangen in temperatuur en zoutgehalte op de oceaan, waar ook ter wereld, en latere regenval in Amerika. Eenmaal gevonden, werden die verbanden ingezet om vooruit te kijken.
Software steunde op temperatuur zeewater en niet het zoutgehalte
‘De wedstrijd begon in april 2017,’ vertelt Schmitt. ‘Een maand later kreeg ik een mailtje van Stephen: “Dad, kijk vlug, we zijn aan het winnen!”
‘Ik heb met de vuist op tafel geslagen: díe onderzoeker moeten we hebben’
De software bleek overigens het meest te steunen op de temperatuur van het zeewater, niet op Schmitts stokpaardje, het zoutgehalte. Dat zat hem in de relatief korte tijdschaal van de wedstrijdopgave. Uit een vergelijking van die twee indicatoren, in april dit jaar gepresenteerd op een geofysica-congres in Wenen, concludeert Schmitt dat het zoutgehalte het wint van de zeewatertemperatuur als er geen weken, maar maanden vooruit wordt gekeken.
Hij denkt dat dat komt doordat het zoutgehalte ook het langetermijngeheugen van het zeewater is. Als het warm is boven de oceaan, wordt het water zowel warmer als zouter. Als het kouder wordt, daalt de temperatuur van het water weer mee, terwijl het zoutgehalte blijft verraden hoelang het warm is geweest.
Net als iedere meteoroloog zit Schmitt er geregeld naast
Een wedstrijd winnen is nog niet hetzelfde als het weer exact voorspellen. Net als iedere meteoroloog zit Schmitt er geregeld naast. Als je het achteraf bekijkt, verklaren zijn oceaanmetingen ongeveer een kwart van het verschil tussen de neerslag in een bepaalde week en het gemiddelde van de laatste dertig jaar. Maar dat is beter dan elke andere methode tot nu toe.
En omdat het weer zo belangrijk is, valt er geld mee te verdienen. Schmitt: ‘Halverwege de wedstrijd las ik in The Wall Street Journal dat de prijs van winterkoren met 40 procent omhoog was geschoten wegens droogte in de Dakota’s. Ik zei bij mezelf: we zouden moeten gaan handelen in graanfutures. Ik heb mijn zoons een website laten maken – salientpredictions.com – met een voorspelling erop voor de hele Verenigde Staten. We hopen dat we door onze overwinning in de wedstrijd belangstelling krijgen van een graanhandelaar, of een verzekeraar die wil weten hoe hoog het risico op bosbranden volgend jaar is.’
Maar veel meer nog hoopt hij op belangstelling van collega-wetenschappers die niet toevallig ook oceanograaf zijn. En daar zit beweging in. Vorig jaar, terwijl de wedstrijd nog liep, is zijn onderzoeksvoorstel over het verband tussen zout in de oceaan en extreem weer goedgekeurd door de NSF. ‘In september ging ik naar een vergadering over dat project. Er waren ook hydrologen bij. Ik zei tegen ze: ik kan regen beter voorspellen dan wie ook van jullie.’
