Ruisdael Observatorium brengt atmosfeer van Nederland in kaart

Vijf jaar geleden was het nog een grote wens, nu begint dit werkelijkheid te worden. Dankzij honderden sensoren en een aantal meetmasten biedt het Ruisdael Observatorium continu een scherp beeld van de atmosfeer boven Nederland. De oudste meetmast staat vandaag al vijftig jaar op zijn plek in Cabauw.

Wat begon met één meetmast in Cabauw, is inmiddels een compleet meetobservatorium met radars, sensors en andere apparatuur, van Rotterdam tot Lutjewad. In 2018 ging het Ruisdael consortium officieel van start. Herman Russchenberg, wetenschappelijk directeur van het nationale Ruisdael Observatorium en professor Atmospheric Remote Sensing bij de TU Delft, kreeg zo de kans om het langgewenste observatorium te realiseren, dat een simulatie maakt van de hele Nederlandse atmosfeer met een resolutie van honderd meter.

Binnen het Ruisdael consortium komt veel expertise bij elkaar, vertelt Russchenberg. “Door de samenwerking binnen dit nationale project, bereiken we veel meer. Zo is het KNMI erg sterk in de meteorologie en hebben ze bij de universiteit in Wageningen de juiste kennis over de invloed van de natuurlijke leefomgeving, zoals vegetatie. Iedereen heeft een eigen invalshoek.”

Optische disdrometers meten de verdeling en de grootte van de neervallende regendruppels.

Een mobiele wolkenradar meet de wolken boven Rotterdam.

Nu, halverwege het tien jaar durende project, staat de apparatuur op zijn plek en is ‘up and running’. Dit moet straks continu modellen voeden die simulaties maken van onze atmosfeer en over de hele wereld kijkt men mee. “Ik ben vooral heel bij met de beschikbaarheid van alle data. Het wordt zo echt een aanjager van innovatie”, vertelt Russchenberg. De data is vrij toegankelijk voor iedereen. Het KNMI kan de data gebruiken voor hun weermodel en wetenschappers kunnen hiermee de kennis over het klimaat verrijken. De informatie is ook ontzettend waardevol voor bedrijven in de zonne- en windenergie. Dankzij de nieuwe data en bijkomende wind- en zonvoorspellingen, kunnen die parken geoptimaliseerd worden.

Observatorium blijft zich verder ontwikkelen

Ondertussen gaat het project voort. “Het observatorium is nooit af”, geeft Russchenberg aan. Er wordt nog hard gewerkt aan het verwerken van alle data in een model. Maar Russchenberg kijkt al verder de toekomst in. “Het is nu ingestoken op de landelijke component. We hebben metingen uit de stad, uit het bos, de polder en vanaf de Waddenkust. Maar de Noordzee heeft een hele belangrijke rol in ons klimaat. Daar zien we nog een witte vlek binnen het Ruisdael Observatorium. Maar ook het toekomstige stadsklimaat is een belangrijk onderwerp. Wellicht is het beter om juist daarop in te zoomen. We denken er nog over na.”

Onderzoekers zijn zeer positief over het observatorium dat hen de infrastructuur biedt om hun atmosferisch onderzoek verder uit te breiden:

H.W.J. (Herman) Russchenberg

Over het Ruisdael Observatorium

Het Ruisdael Observatorium is ontstaan dankzij een Roadmapsubsidie van NWO voor Grootschalige Wetenschappelijke Infrastructuur. De vaste opstellingen staan in de stad Rotterdam, in de polder van Cabauw, tussen de bomen in het Loobos en aan de kust bij Lutjewad. Dit wordt aangevuld met mobiele meetapparatuur, een drone en een vliegtuig. Het observatorium is een nationaal programma waarbij, naast de TU Delft, ook het KNMI, Wageningen University and Research, Rijksuniversiteit Groningen, Universiteit Utrecht, Vrije Universteit Amsterdam, TNO en het RIVM betrokken zijn. Meer informatie is te vinden op de website.

Ulrike Dusek- Associate Professor Environmental Sciences bij Rijksuniversiteit Groningen

Dankzij Ruisdael kunnen we op drie niveaus metingen doen

Ik kan nu eindelijk het onderzoek uitvoeren dat ik lang wilde doen. Zonder al die data van tegelijkertijd de grond, de lucht en de wolken was dat niet mogelijk. Binnen het project CAINA onderzoeken we hoe wolken en aerosolen of fijnstof elkaar beïnvloeden. Fijnstofdeeltjes kunnen namelijk wolkendruppels vormen en dragen zo bij aan het ontstaan van wolken. Binnen de wolk ontstaan vervolgens chemische reacties die de deeltjes en de wolk veranderen. Om dit proces te volgen meten we op drie niveaus: Op de grond meten we fijnstofdeeltjes die later druppels kunnen gaan vormen. Met een helikopter verzamelen we druppels uit de wolken en via de meetmasten kunnen we op tweehonderd meter hoogte deeltjes opvangen die uit de wolken naar beneden komen. Zo hopen we erachter te komen wat er met die deeltjes gebeurt in de wolk. Dit proces wil ik door en door begrijpen. Want juist fijnstof is een startpunt voor het ontstaan van wolken en laat wolken meer zonlicht reflecteren. Dit heeft een verkoelend effect op het klimaat. Maar bij de chemische reactie in de wolken kunnen de deeltjes ook veranderen in schadelijke stoffen voor onze gezondheid.

Marc Schleiss- Assistant Professor Geoscience and Remote Sensing bij TU Delft

De regendruppels zijn als de vingerafdruk van de wolken

Het is ontzettend complex om neerslag te voorspellen. Je zou duizenden regensensors moeten plaatsen om nauwkeurig te meten. De enige manier om dit toch efficiënt op grote schaal te monitoren, is met remote sensing, maar daar zit veel onzekerheid in. Met het Ruisdael Observatorium komt er nu 24/7 neerslagdata binnen. De regendruppels zijn als de vingerafdruk van de wolken. Door de continue precieze metingen op de grond, is het mogelijk om de remote sensing signalen veel beter te interpreteren. We meten de grootte van de regendruppels, het aantal en de snelheid waarmee ze naar beneden vallen. Het observatorium scant tegelijkertijd de wolken die erboven hangen. Het is de gouden combinatie. Mijn doel is om al die data ook goed te verwerken en beschikbaar te maken voor iedereen. We zijn vooral geïnteresseerd in de dynamiek hiervan tijdens hevige stormen. En hoe verandert dit in het toekomstige klimaat?

Louise Nuijens- Associate Professor Atmospheric Science bij TU Delft

Ruisdael helpt de klimatologie van wind en wolken te begrijpen

Veel wolken boven Nederland ontstaan door convectie, warme lucht stroomt omhoog en weer naar beneden. Ik onderzoek hoe de wind anders waait in het bijzijn van wolkenvelden. Zo wordt wind dicht tegen het aardoppervlak afgeremd door frictie, maar kunnen cumuluswolken (schapenwolken) de wind juist versnellen. Hoe de lucht beweegt onder een wolk meten we met windlidars, binnen het project CMTRACE. Zo’n meting is niet uniek, maar dankzij het Ruisdael Observatorium is het nu mogelijk om lange tijdseries te meten in hoge resolutie, van horizontale, opwaartse en neerwaartse wind. Lange tijdreeksen helpen ons om de klimatologie te begrijpen en om statistisch relevante relaties af te leiden. Hiermee kunnen we bijvoorbeeld het weermodel Harmonie van het KNMI valideren en optimaliseren. In dat weermodel zitten namelijk veel parameterisaties: aannames over wolkenvelden en convectieve luchtstromen.