Satellieten voorspellen stormen en ander gevaarlijk weer

Al de gehele afgelopen week worden zuidelijke Amerikaanse staten als Alabama, Arkansas, Tennessee, Kentucky, Missouri en Mississippi geteisterd door hevig noodweer, dat gepaard gaat met tornado's en overvloedige regenval. Een van de grootste problemen bij het voorspellen van dit soort weerssituaties, aldus onderzoekers van de Universiteit van Illinois, is het identificeren van snelle intensivering van stormen wanneer ze veranderen in veel zwaardere stormen en orkanen, stormen met een verwoestende kracht in de categorie 2 en hoger.

De onderzoekers hebben van satellieten die in het microgolf spectrum meten de beelden van 1987 tot 2008 geanalyseerd om te zien hoe orkanen zich gedragen 24 uur vóórdat ze een snel intensiveerden. Snelle intensivering is moeilijk te voorspellen omdat het wordt gedreven door processen binnen in het stormsysteem. De satellietbeelden die vaak worden gebruikt in de meteorologie kijken alleen naar de wolken in de top van stormsystemen, maar laten niet zien wat er zich binnen in het systeem afspeelt. Met passieve microgolf satellietbeelden, die vaak worden gebruikt voor het schatten van regenval en oppervlaktetemperatuur, kan wel in deze systemen worden gekeken, doordat het door wolken heen kan kijken. Het neemt de hoeveelheid ijs in de wolken waar, wat informatie geeft over de sterkte van de convectie of het omslaan van de atmosfeer binnenin de storm. Het is net als iemand met een gebroken arm proberen te diagnosticeren door het nemen van een gewone foto, versus het nemen van een röntgenfoto.

De onderzoekers zagen dat de stormen telkens symmetrische ringen van onweerstormen rond het centrum van het stormsysteem vormden 6 uur voordat de intensivering begon. Hiermee hebben ze door middel van aardobservatie voor het eerst een real time waarschuwingstool om het ontstaan van zware orkanen te voorspellen. Doordat satellieten die microgolven meten elke 3 tot 6 uur overkomen, kunnen meteorologen de beelden gebruiken om tropische stromen te volgen en een 30-uurs waarschuwing af te geven voordat een storm z’n maximale sterkte bereikt.

Atmosferische wetenschapper professor Stephen Nesbitt en promovendus Daniel Harnos analyseerden passieve microwave satellietgegevens om intensiverende ringen te identificeren die een teken zijn van opkomende orkanen. [Foto: L. Brian Stauffer]

KNMI heeft onlangs in het programma “Gevaarlijk Weer” (2005-2010) ook onderzoek gedaan naar ontwikkelen van methoden om gevaarlijke weerssituaties nóg beter in kaart te brengen en te voorspellen. Hierbij maken ze bijvoorbeeld gebruik van de Meteosat Second Generation (MSG) weersatelliet waarmee het actuele weer veel sneller en met meer detail in beeld kan worden gebracht.

Het Amerikaanse onderzoek is gepubliceerd als wetenschappelijk artikel in Geophysical Research Letters.