Nederlander promoveert op ‘stofmetingen’ Sciamachy
Het meetinstrument Sciamachy aan boord van ESA’s milieusatelliet Envisat kan kleine stofdeeltjes in de atmosfeer waarnemen, zélfs als het bewolkt is. Martin de Graaf onderzocht en verklaarde de techniek achter de waarnemingen voor zijn promotie vorige week aan de Vrije Universiteit in Amsterdam.
Kleine stofdeeltjes in de atmosfeer, bijvoorbeeld woestijnzand en rook, hebben grote invloed op de energiehuishouding van de aarde. De deeltjes, aerosolen in jargon, absorberen UV straling van de zon. Hierdoor wordt de atmosfeer hoog boven de aarde warmer, terwijl het oppervlak van de aarde juist afkoelt.
De Graaf gebruikte woestijnstof en rook van bosbranden voor zijn onderzoek. Dit zijn wereldwijd de belangrijkste UV absorberende aerosolen. Miljarden tonnen van de kleine deeltjes worden jaarlijks de atmosfeer in geblazen. Ze blijven enkele dagen tot zelfs weken lang in de lucht, om vervolgens ver van de oorspronkelijke plaats weer neer te dwarrelen. Regelmatig duikt zand uit de Sahara op in de Verenigde Staten en Europa. En zand uit de Gobiwoestijn in Azië steekt probleemloos de Grote Oceaan over.
Satellietonderzoek
Aerosolen zijn vanaf de grond moeilijk waar te nemen, vooral in onbewoonde gebieden, zoals woestijnen of oceanen. Daarom worden satellieten ingezet. Vanuit een baan rond de aarde kunnen ze permanent waarnemingen doen aan stofdeeltjes in de atmosfeer. Daarbij speelt echter één groot probleem. De Graaf: ‘Zestig procent van de waarnemingen kan rechtstreeks de prullenbak in, omdat satellietinstrumenten het onderscheid tussen wolken en aerosolen niet kunnen maken.’
Met behulp van twee UV golflengten en een model van de atmosfeer zonder vervuilende aerosolen, wist De Graaf het onderscheid met Sciamachy wél te maken. ‘Ik heb met mijn onderzoek laten zien dat het met Sciamachy kán. De volgende stap is deze techniek toepassen in een grootschalig onderzoek naar aerosolen en hun invloed op de stralingsbalans van de aarde.’ Deze invloed is heel direct, omdat de deeltjes straling opnemen. Maar ook indirect: aerosolen bevorderen de vorming van wolken, die op hun beurt een nog groter effect hebben op de stralingsbalans.
Sciamachy en OMI
De Graaf voerde zijn onderzoek uit bij het KNMI in De Bilt. Het werd medegefinancierd door het Nederlands Instituut voor Vliegtuigontwikkeling en Ruimtevaart (NIVR). Behalve voor Sciamachy, een door Nederland en Duitsland gebouwd meetinstrument aan boord van Envisat, heeft De Graafs onderzoek ook gevolgen voor het Nederlandse Ozone Monitoring Instrument (OMI) aan boord van NASA’s EOS Aura-satelliet. OMI brengt dagelijks en wereldwijd de ozonconcentratie in de atmosfeer in beeld. De gegevens worden gebruikt voor lokale voorspellingen van smog en de intensiteit van UV straling.
