Heb je het over voedsel, dan heb je het dus over water en met een groeiende wereldbevolking betekent dat een sterk groeiende behoefte. Van de Giesen: ‘De schattingen lopen uiteen, maar tegen 2050 moeten we vijftig tot honderd procent meer voedsel verbouwen dan nu. Dat is nogal wat.’ Van de Giesen is optimistisch dat het kan. ‘Ik zie het niet als een onoverkomelijk probleem, maar er moet hard aan gewerkt worden en in mijn vakgebied is dat een hoofdopgave.’

Desalniettemin staat de landbouwproductie op veel plaatsen onder druk, onder meer door verstedelijking en door inkomensgroei. ‘Al zijn de voedselprijzen nu erg hoog in vergelijking met de afgelopen tientallen jaren, in Nederland is het moeilijk om een fatsoenlijk bestaan op te bouwen als boer. Tegelijk kunnen we ons nog steeds veroorloven om te kiezen voor natuur in plaats van landbouw.’ Andere opties zijn het verhogen van de productiviteit en het uitbreiden van landbouwgebieden. ’In een land als Amerika kun je niet op dezelfde hectare twee keer zoveel gaan verbouwen; de efficiëntie is al hoog.’ Van de Giesen ziet twee gebieden waar wel nog volop mogelijkheden zijn. ‘Afrika en Latijns- Amerika worden de voedselproducenten van de toekomst.’ Niet dat we daarvoor belangrijke natuurgebieden in het Congobekken of het Amazonegebied moeten vernietigen, waarschuwt hij. Die zijn te belangrijk voor de biodiversiteit. Maar de Savannezones eromheen zijn wel geschikt voor landbouw. ‘Je hebt er een redelijk klimaat, een redelijke bodem en er wonen relatief weinig mensen,’ aldus Van de Giesen.

Klimaat

Bij water voor voedsel denk je vooral aan irrigatie, maar dat is een verkeerd beeld volgens Van de Giesen. ‘Het meeste voedsel wordt verbouwd met regen. Met betere weersvoorspellingen kun je dan inschatten wanneer je het beste kunt zaaien of oogsten. Maar ga je wel irrigeren, dan moet je bijvoorbeeld weten waar de watervoorraden zijn en of je het oppervlaktewater veilig kunt gebruiken.’ Die kennis ontbreekt vaak nog. ‘Er gaan straks miljarden naar Afrika om de samenleving voor te bereiden op klimaatverandering. Vreemd, want we weten bijna niets over het klimaat en dus ook niet wat er gaat veranderen.’ Het probleem zit hem in het gebrek aan data. ‘Je kunt prachtige hydrologische modellen maken, maar een model heeft alleen zin als je het voedt met data, dat wordt weleens vergeten.’ Het TAHMO-project gaat daar verandering inbrengen. TAHMO staat voor Trans-African Hydro-Meteorological Observatory, een gezamenlijk initiatief van de TU Delft en de Oregon State University. Doel is om een netwerk van 20.000 kleine hydro- meteorologische stations in Sub-Saharisch Afrika te bouwen. De metingen van deze grondstations worden gecombineerd met satellietbeelden om zo een compleet beeld te krijgen van de Afrikaanse waterhuishouding. Voorwaarde is wel dat de grondstations robuust en betaalbaar zijn. Onderdeel van de weerstations is daarom de Disdro, een akoestische regenmeter die maar een fractie kost van de prijs van een commerciële regenmeter. Het geheim zit hem in het gebruik van een goedkope piëzo-elektrische sensor, zoals je ze ook in muzikale wenskaarten vindt.

Dat idee kwam vijf jaar geleden van een student, maar de weg van idee naar product is nog een lange. ‘Zo’n ‘proof of concept’ is pas tien procent van het werk, werd er tegen ons gezegd. Waarschijnlijk was dat nog te optimistisch,’ verzucht Van de Giesen. ‘Er moeten elektronische circuitjes in; Chinais het goedkoopste land om die te laten produceren, maar dan heb je geen garantie over de kwaliteit. In Nederland heb je dat wel, maar dan wordt het weer te duur. Heb je eenmaal een leverancier, dan moet je iedere keer weer testen of het goed is wat ze doen en vaak zit daar maanden tussen. Hoe ga je dat voor alle onderdelen doen? Binnen de TU Delft doen we veel onderzoek naar digitale fabricage, dat zou dit soort processen moeten versnellen. Hopelijk kan de productie straks op de campus zelf gebeuren.’

Economische waarde

Betaalbaar of niet, de weerstations zullen uiteindelijk wel gefinancierd moeten worden. Daar heeft Van de Giesen een uitgesproken mening over. ‘Je kunt wel een initiële investering doen in het kader van je onderzoeksproject, maar op termijn moeten de weerstations zichzelf kunnen bedruipen.’ Het is een van de doelen van recent gestarte pilotprojecten in Ghana en Kenya om uit te vinden hoe dat zou kunnen. Dat er geld zit in weerdata, weet Van de Giesen zeker. ‘Weerdata vertegenwoordigen een enorme economische waarde; in de VS is dat naar schatting ruim 30 miljard dollar per jaar. Dan hebben we het in Afrika zeker ook wel over miljarden.’ Die waarde is een beetje diffuus, geeft Van de Giesen toe: ‘Voor ons betekent het bijvoorbeeld: ga ik vandaag met de fiets of niet. Iedereen heeft er voor een paar euro plezier van, maar je kunt dat niet bij iedereen op gaan halen. Bij ons zijn weersvoorspellingen daarom typisch een overheidstaak; in Afrika ligt dat anders.’ Hoe kun je die waarde daar dan wel te gelde maken? In Kenya bestaat er zogenaamde ‘Index Based Weather Insurance,’ waarmee boeren zich kunnen verzekeren tegen droogte of overstromingen. ‘De verzekeringsmaatschappij heeft zelf een netwerk weerstationnetjes en als die tien dagen geen regen melden op een kritiek moment in de maïsteelt, dan krijgen de boeren hun zaaigoed terugbetaald,’ vertelt Van de Giesen. ‘Die weerstations zijn niet hun core-business, dus zij staan er wel voor open om dat via die van ons te doen. Dat kan dan tegen dezelfde kostprijs, dan hebben zij er geen werk meer aan. Vinden we meer klanten voor dezelfde data, dan kan het zelfs goedkoper.’

Katoen

In Ghana wordt gedacht aan het verkopen van weersvoorspellingen aan boeren via mobiele telefonie. ‘Vaak zijn het dan toch bedrijven die dat financieren,’ zegt Van de Giesen. ‘Stel, je bent een grote jeansfabrikant en je wilt Egyptische katoen hebben. Die komt uit dat hele gebied van Egypte tot Senegal. Meestal wordt de oogst gedeeltelijk vooruit betaald. Zo’n bedrijf wil dan dat de boeren toegang hebben tot zaken als kredietvoorziening en betrouwbare weersinformatie.’ De weerstations in Ghana en Kenya zullen worden geplaatst bij scholen. Dat heeft een aantal voordelen. ‘Ze kunnen gebruikt worden in het onderwijs, dat geeft wat extra legitimiteit aan het project. Bovendien zijn ze beter beschermd dan als je ze zomaar ergens in het landschap neerzet.’

Water en de stad

De situatie in Nederland is heel anders, zou je zeggen, maar dat gaat niet altijd op. ‘Onze steden zijn net het Afrika van Nederland, zo weinig weerdata hebben we,’ stelt Van de Giesen. Daar is wel een verklaring voor. Volgens voorschrift van de World Meteorological Organization bevinden alle KNMI-stations zich in landelijk gebied. Dat moet er voor zorgen dat over de hele wereld vergelijkbare metingen gedaan worden, maar een stad heeft zijn eigen microklimaat. ‘Het weer aan de voorkant van een gebouw is anders dan aan de achterkant. Daarom moet je juist extra veel metingen doen,’ aldus Van de Giesen. ‘Dat hoeft niet alleen met regenmeters, het kan ook met radar.’ Dat gebeurt bijvoorbeeld binnen het Europese onderzoeksprogramma RainGain. Recente ontwikkelingen in de radartechnologie hebben er voor gezorgd dat een regenradar neerslagmetingen kan doen op de tijd- en ruimteschalen die nodig zijn voor stedelijk gebied. Dat moet leiden tot betere bescherming tegen wateroverlast, onder meer door waarschuwingssystemen en hogere bergingscapaciteit. Eigenlijk hebben we maar een vreemde houding ten opzichte van water in de stad, vindt Van de Giesen. ‘Voor ons drinkwater verzamelen we water in spaarbekkens in de Biesbosch, vervolgens infiltreren we dat in de duinen. Het water dat in de stad valt, willen we daarentegen zo snel mogelijk kwijt via rioleringen en pompen. Als je goed regenwater hebt, waarom zou je het dan niet willen gebruiken?’ Zijn focus ligt echter bij het risico op overstromingen. ‘Omdat de stad zoveel economische en menselijke waarde vertegenwoordigt, wil je in ieder geval die wateroverlast vermijden.’

eWaterCycle

Hoe ingrijpend dat kan zijn, werd onder meer duidelijk in Bangkok in 2011, waar overstromingen miljarden schade aanrichtten. Mede naar aanleiding daarvan ontstond het idee voor eWaterCycle, een gedetailleerd model van al het water op aarde. Dat ontwikkelt TU Delft nu samen met de Universiteit Utrecht en het Netherlands eScience Center. De kracht van eWaterCycle is dat dit het eerste wereldwijde model wordt dat watervoorspellingen maar liefst tien dagen vooruit kan doen en dat op een schaal van een vierkante kilometer landoppervlak. ‘We hebben al mondiale weersvoorspellingen voor het weer, maar voor de hydrologie nog niet. Je zou ook voorspellingen willen doen over de afvoer van water.’ Op basis daarvan kunnen overheden beslissingen nemen om schade te beperken, bijvoorbeeld door evacuaties, of juist het doorsteken van een dijk om zo stedelijk gebied te beschermen. ‘Sommige dingen zijn wel moeilijker te voorspellen dan andere,’ nuanceert hij. ‘Een tsunami voorspellen is heel complex, maar vooral over moesson-gedreven gebeurtenissen kun je veel zeggen. In de moessongebieden wonen ook heel veel mensen.’

Battle of the brains

Van de Giesen onderstreept dat zijn werk echt niet als een vorm van ontwikkelingshulp ziet. ‘Sommige mensen doen onderzoek in het Poolgebied, ik in Afrika. Natuurlijk kan ik goed met de mensen overweg daar en heb ik er mijn netwerk, maar ik kom ze niet even laten zien hoe het moet. Afrika kan alleen zichzelf ontwikkelen.’ Er is op zijn minst sprake van wederzijds belang. Dan heeft hij het niet alleen over voedselproductie. ‘Ook als universiteit hebben we er wat te zoeken, denk aan de ‘battle of the brains’. Iedereen gaat de laatste jaren naar landen als China en Brazilie. Daar zit de TU Delft ook met joint research centres en dat is goed. Maar op het Afrikaanse continent wonen bijna net zoveel mensen als in China. Dan kunnen we nog wel 30 jaar wachten tot de ontwikkeling net zo ver is als in China, maar we kunnen er beter nu al wat mee doen.’

Gepubliceerd: maart 2016

Prof. dr. ir. Nick van de Giesen