Effecten van klimaatverandering beter begrijpen dankzij nieuwe aardobservatie-onderzoeken

De NWO honoreerde vorige week acht projecten van de TU Delft voor aardobservatie- en planeetonderzoek. Er zullen binnen de faculteit CiTG meerdere onderzoeken van start gaan waarmee we het klimaatsysteem op aarde beter begrijpen.

Als we het klimaatsysteem beter in beeld hebben, biedt dat bijvoorbeeld mogelijkheden voor het aanscherpen van modellen. Daar houdt Femke Vossepoel, associate professor bij de TU Delft en betrokken bij een van de gehonoreerde onderzoeken, zich mee bezig. “Al lange tijd is er de wens om een ‘digital twin’ (een gemodelleerde replica) van de aarde te bouwen. Daarmee is het mogelijk om heel precies scenario’s door te rekenen. Op basis daarvan kun je beter beleidskeuzes maken om te anticiperen op klimaatverandering.”

Puzzelstukjes van de waterkringloop

Het onderzoek van Vossepoel zal inzicht geven in smeltwater van gletsjers in de Alpen. “Dat is slechts een deel van de hele waterkringloop. Mijn collega’s kijken weer naar andere processen die in de gehele waterkringloop samenkomen.” Zo kijkt Pavel Ditmar naar smeltwater op Groenland, richt het onderzoek van Riccardo Riva zich op de bewegingen van water in de oceaan, en focust Susan Steele-Dunne zich op de wateruitwisseling tussen de bodem en de atmosfeer. Dit zijn vele puzzelstukjes uit de waterkringloop waarmee we het klimaatsysteem op aarde beter begrijpen en een ‘digital twin’ van de aarde realistischer wordt.

Vossepoel vindt het mooi om te zien dat er zoveel projecten van de TU Delft (Civiele Techniek en Geowetenschappen en Lucht- en Ruimtevaarttechniek) gehonoreerd zijn. “We kunnen elkaar snel vinden en de samenwerking is motiverend. Satellieten zijn de laatste jaren steeds nauwkeuriger geworden en we kunnen de signalen ook steeds makkelijker interpreteren. Daardoor is het mogelijk om gebieden te onderzoeken waar je niet makkelijk komt. Maar het levert ook veel verschillende data op. We moeten goed onderzoeken hoe we het best gebruikmaken van de data-infrastructuur”, vertelt Femke Vossepoel.

Binnen de afdelingen Geoscience and Remote Sensing en Geoscience and Engineering van CiTG zijn de volgende projecten toegewezen:

Satellietgravimetrie zal de massa van smeltwater aan de voet van de Groenlandse ijskap meten

Pavel Ditmar

De huidige projecties van toekomstige zeespiegelstijging blijven nogal onzeker. Een van de redenen is een onvoldoende begrip van hoe ijsstromen in Groenland kunnen reageren op stijgende luchttemperaturen. Warm weer zorgt voor een tijdelijke accumulatie van smeltwater aan de voet van de ijskap, dat een rol speelt als smeermiddel zodat de ijsafvoer naar de oceaan versnelt. Om dit proces beter te begrijpen, stellen we voor om satellietgravimetrie te gebruiken - een unieke remote sensing techniek die de herverdeling van massa op elke diepte in de aarde kan detecteren. Zo dragen we bij aan het beter voorspellen van toekomstige zeespiegelstijging.

De oceanen zullen ons vertellen waar hun water vandaan komt

Riccardo Riva

De hoeveelheid water in de oceanen is nooit constant vanwege de continue uitwisseling met de continenten, waar zoet water wordt opgeslagen in bijvoorbeeld ijskappen, gletsjers en grondwatersystemen. Directe waarnemingen van die reservoirs zijn schaars in zowel ruimte als tijd, hoewel ze cruciaal zijn om de impact van klimaatverandering op de wereldwijde watercyclus en op zeespiegel te begrijpen. Opmerkelijk, zoetwaterfluxen herverdelen over de oceanen volgens zeer specifieke patronen, bekend als zeespiegelvingerafdrukken. Dit project zal satellietwaarnemingen analyseren om die patronen te detecteren en originele schattingen te geven van hun continentale bronnen.

Langetermijnveranderingen in oceaangetijden

Cornelis Slobbe

Voortdurende langetermijnveranderingen in oceaangetijden kunnen verstrekkende gevolgen hebben voor kustomgevingen en ecologische systemen. Ons begrip van deze veranderingen is echter beperkt omdat de waarnemingen slechts verkregen zijn van geclusterde en spaarzaam verspreide kustgetijdenmeters waar het getij wordt gedomineerd door lokale processen. Door gebruik te maken van satellietradarhoogtemetergegevens van verschillende missies en hydrodynamische modellen, zullen we i) de grootschalige patronen van wereldwijde langetermijnveranderingen in de belangrijkste getijdencomponenten in kaart brengen, ii) de bijdrage van de belangrijkste drivers kwantificeren, en iii) de impact van veranderingen in het getij vaststellen op sedimenttransport en andere belangrijke fysieke processen in de Nederlandse Waddenzee.

ASCAT slope: Een nieuw perspectief op de rol van vegetatie in het klimaatsysteem

Susan Steele-Dunne

Vegetatie speelt een belangrijke rol bij de uitwisseling van water en koolstof tussen land en atmosfeer, maar deze rol is onvoldoende begrepen. We moeten de uitwisselingen beter gaan begrijpen en modelleren om de impact van klimaatverandering te voorspellen, te mitigeren en te beperken. We kunnen dan slimmere beslissingen nemen voor een duurzame toekomst. Radar kan vegetatie doordringen en ons meer vertellen over watertransport van de wortels zowel ruimte als tijd, hoewel ze cruciaal zijn om de impact van klimaatverandering op de wereldwijde watercyclus en op zeespiegel te begrijpen. Opmerkelijk, zoetwaterfluxen herverdelen over de oceanen volgens zeer specifieke patronen, bekend als zeespiegelvingerafdrukken. Dit project zal satellietwaarnemingen analyseren om die patronen te detecteren en originele schattingen te geven van hun continentale bronnen.

Satelliet sneeuwmetingen voor het voorspellen van droogte in de Rhône

Femke Vossepoel

Door klimaatverandering wordt droogte meer frequent en meer intens. In het stroomgebied van de Rhône heeft droogte een grote invloed op mensen en landbouw. We combineren satellietgegevens van sneeuwbedekking en gletsjers in de Alpen met modelvoorspellingen van de watercyclus in de eWatercycle. Voor verschillende deelvragen willen we het model gericht reduceren om er op een efficiënte manier berekeningen mee te doen. Zo kunnen we beter schatten hoeveel smeltwater er van sneeuw en gletsjers de Rhône in stromen. Dit leidt tot betere waarschuwingen, die uiteindelijk bijdragen aan het voorkomen en beheersen van de nadelige gevolgen van droogte.

Foto: ESA