Infrageluid kan worden gebruikt voor weers- en klimaatverwachtingen, zo blijkt uit onderzoek van Pieter Smets, werkzaam bij de TU Delft en het KNMI. Via deze onhoorbaar lage geluidstonen kan namelijk een beter beeld worden verkregen van de stratosfeer, waar nauwelijks op een andere manier kan worden gemeten. Smets promoveert op woensdag 28 maart op dit onderwerp aan de TU Delft.
Onhoorbaar
Infrageluid bestaat uit onhoorbare geluidsgolven met een lage frequentie (onder de 20 Hz). De golven kunnen efficiënt over lange afstanden door de atmosfeer reizen omdat ze weinig demping ondervinden. De meetmethode is passief: je plaatst een microfoon op aarde en het enige wat je doet is luisteren. De microfoons waarmee het geluid wordt gemeten, maken deel uit van het wereldwijde Internationaal Monitoring System (IMS) voor de verificatie van het kernstopverdrag. Dat is primair bedoeld voor het vinden van nucleaire tests maar kan bijvoorbeeld ook gebruikt worden voor het verkrijgen van lange klimatologische meetreeksen van gegevens uit de diepere oceaan of voor het monitoren van rommelende vulkanen.
Weersverwachting
‘Nu komt er langzaam een nieuwe toepassing in zicht voor infrageluid: weersverwachtingen’, zegt promovendus Pieter Smets. ‘Het meten van infrageluid, als onderdeel van het ARISE-project (Atmospheric Dynamics Research Infrastructure in Europe), biedt namelijk mogelijkheden voor het doorgronden van de hogere atmosfeer, de stratosfeer, de luchtlaag op ongeveer 10 tot 50 kilometer hoogte. Een vitaal voordeel van infrageluid is daarbij de gevoeligheid voor zowel wind als temperatuur in dat deel van de atmosfeer, waar observaties beperkt zijn.’
Sudden stratospheric warming
Dit is vooral van belang tijdens een bijzonder weerfenomeen, de plotselinge stratosferische opwarming (sudden stratospheric warmings (SSW)), vertelt Smets. Half februari nog de oorzaak van de koudste week van afgelopen winter. ‘Zo’n plotselinge opwarming van de stratosfeer is een belangrijk kenmerk van de winterse atmosfeer op het noordelijk halfrond. Tijdens dit kortstondige fenomeen is er een sterke invloed van de stratosfeer op de onder gelegen laag, de troposfeer. Dit heeft gevolgen voor het weer en zijn verwachting. Via numerieke weersverwachtingen is de laatste jaren wel geprobeerd om de verwachting van de stratosferische variabiliteit te verbeteren. Maar dit vraagt extra onafhankelijke observaties van de hogere atmosfeer, een regio die dus zeer moeilijk is te observeren. Windobservaties ontbreken bijvoorbeeld in weermodellen voorbij het midden van de stratosfeer, hoger dan zo’n 30 km.’
Toekomst
‘De capaciteiten van infrageluid zijn reeds jaren bekend. Toch is er nog geen zicht op directe toepassing in weer- en klimaatmodellen. Mijn proefschrift draagt juist bij aan het ontwikkelen van nieuwe methodes om het gebruik van infrageluid in huidige weer- en klimaatmodellen te promoten, als een eerste stap. Hoe dan ook, laat mijn onderzoek zien dat infrageluid nieuwe inzichten van de atmosfeer kan leveren, daar waar metingen beperkt zijn, vooral tijdens een SSW.’ geeft Smets aan.
Meer informatie
Promotie Pieter Smets: Infrasound and the Dynamical Stratosphere. A new application for operational weather and climate prediction.
28 maart 2018 15:00 (lekenpraatje start om 14.30 uur), Aula, TU Delft
Promotores: prof.dr.ir. C.P.A. Wapenaar en prof.dr. L.G. Evers (CiTG)
Contact: P.S.M.Smets@tudelft.nl
Adviseur wetenschapscommunicatie TU Delft Roy Meijer, r.e.t.meijer@tudelft.nl, 015 2781751