Skip to content


Meetpaal beleeft tweede jeugd

Foto: KNMI

Aan de voet van de 213 meter hoge meteorologische meetmast bij Lopik stonden een paar witte tenten. Daar verzamelden zich vrijdag 26 oktober de gasten voor de veertigste verjaardag.

Tegenwoordig is het atmosferisch observatorium Cabauw met de meettoren een internationale topsite voor klimaatonderzoekers. Dat had veertig jaar geleden niemand kunnen denken toen staatssecretaris Kruisinga (Verkeer en Waterstaat) de ‘snuffelpaal’ in gebruik nam.

De luchtverontreiniging moet destijds een serieus probleem geweest zijn. In 1966 was er al een 80 meter hoge meetpaal in Vlaardingen in gebruik genomen om de verspreiding van stankwolken te meten. Maar die mast stond zo dicht bij de Botlek dat de metingen weinig representatief waren. Bovendien roestte de paal zo snel dat hij dreigde te bezwijken aan dezelfde vervuiling waarvoor hij was opgericht. Men zocht een andere locatie voor een snuffelpaal: vlak terrein, representatief voor Nederland, geen ontwikkelingsplannen, ver van de industrie en liefst in de buurt van het KNMI. Het werd Cabauw, een klein dorp tussen Lopik en Schoonhoven. Ze waren er sinds de televisietoren (1961) in IJsselstein wel gewend aan een spriet in het landschap.

Lees als .pdf via TW-Cabauw40

Aan de mast zelf is al die tijd weinig veranderd en medewerkers spreken nog steeds met respect over het uitgekiende ontwerp (van ir. Anton Auer), dat geënt is op de nabijgelegen televisiemast, maar dan zonder de betonnen voet. De meetmast bestaat uit 47 stalen cilinders van 2 meter doorsnee, 5 meter lang en 4 ton zwaar. Ze waren in de fabriek in Gorinchem al gegalvaniseerd en geverfd en werden ter plekke opgestapeld. Het fundament werd in 1969 gelegd; het hoogste punt (213 meter) werd nog geen jaar later bereikt: op 24 augustus 1970.

Voorgespannen tuidraden op 50, 100, 170 en 210 meter moesten de cilinder ook bij harde wind voldoende stabiel houden voor metingen. Om de twintig meter zaten er luikjes in de toren die toegang boden tot de tien meter lange uithouders die tien meter lager scharnierend aan de mast bevestigd zijn. Men kon met een liftje omhoog en een uithouder hydraulisch opklappen om bij de meetapparatuur te komen. Na twee jaar installatiewerk werd de mast op 26 oktober 1972 in gebruik genomen.

De grote vraag was destijds hoe luchtverontreiniging zich verspreidt. Om meer te weten te komen over de uitwisseling tussen verschillende luchtlagen en het aardoppervlak waren er op de uithouders windsnelheidsmeters, thermokoppels en zichtmeters aangebracht.

Vanwege de vereiste nauwkeurigheid zag het KNMI zich genoodzaakt hun eigen instrumenten te ontwikkelen. Neem de temperatuurmeter die op 1/100 graad nauwkeurig moest meten. Dat lukte alleen door elektronische componenten zo te kiezen dat ze elkaars onnauwkeurigheid compenseerden, vertelt ir. Jaques van Gorp die daar als natuurkundige werkte. Een ander voorbeeld is de later ontwikkelde driedimensionale windmeter (‘trivaan’ genoemd) die bij turbulentie de verticale component van de windsnelheid kon meten. Later kwamen daar ook stralingsmeters bij om zowel de invallende zonnestraling als de opwaartse warmtestraling te meten. Ook de registratietechniek was van eigen makelij. Aanvankelijk werden de metingen vastgelegd op papierband en op analoge recorders. Vanaf 1972 was er een 27-kanaals recorder beschikbaar waarop iedere 2 minuten meetwaarden werden vastgelegd.

 

Een tienjarig continu meetprogramma begon in 1986 om heel precies vast te leggen hoe warmte en vocht uitgewisseld worden tussen lucht en bodem: de waterbalans en de energiebalans. “De data die daarover verzameld zijn, vormen nu de basis van weer- en klimaatmodellen”, vertelt dr. Pier Siebesma, klimaatonderzoeker bij het KNMI en deeltijdhoogleraar aan de TU Delft.

Daarmee heeft Cabauw zijn plaats verdiend in de wetenschap van weer en klimaat. Maar tegen het eind van het meetprogramma in 1996, was de schwung er wel een beetje uit. De mast leverde voornamelijk nog gegevens voor de dagelijkse weersverwachting, maar nauwelijks meer voor onderzoek. Bovendien werd groot onderhoud nodig.

 

Ongeveer tegelijkertijd, maar op een andere plek, werd een nieuwe manier van atmosferisch meten ontwikkeld, en het toverwoord was ‘remote sensing’. Op de TU Delft had radarexpert professor Herman Russchenberg de meetcampagne Clouds and Radiation (CLARA) op touw gezet rond de wolkenradar die daar op het elektrotechniekgebouw staat.

Het studieonderwerp waren wolken, en tal van onderzoeksinstellingen en universiteiten voegden hun metingen over temperatuur, vochtigheid, aerosolen en neerslag samen. Voor het eerst ervoeren ze de synergie van allerhande metingen aan hetzelfde fenomeen. Dat smaakte naar meer, maar niet in Delft dat te dicht bij de kust lag om representatief te zijn. Cabauw leek de ideale plek om de meetinstrumenten van de verschillende partners (KNMI, ECN, TNO, RIVM, ESA, ECN, Universiteit Utrecht, Universiteit Wageningen, TU Delft) onder te brengen. Dat werd in 2002 het begin van de tweede jeugd van Cabauw: een samenwerkingsverband met de naam CESAR (Cabauw Experimental Site for Atmosperic Research).

Tien jaar na dato staat het openluchtlab hoog aangeschreven bij collega’s uit het buitenland, maakt het deel uit van ruim twintig internationale meetprogramma’s en staan op en rond de mast de meest geavanceerde meetinstrumenten.

Gevraagd naar welke technieken nu echt een verschil maken, noemt Cabauwveteraan en oud-expert klimaatwaarneming ing. Wim Monna naast de meetmast zelf de remote-sensing technieken. “Radar werkt met radiogolven en kijkt in de wolk. Lidar werkt met laserlicht en meet ondermeer de wolkhoogte. Maar ook een windprofiler die de windsnelheid tot op vijf kilometer hoogte in kaart kan brengen, werkt met radar.”

De afgelopen jaren heeft er een explosie plaatsgevonden in aantal, soorten en uitvoering van meetinstrumenten. Op de lijst van Cabauw staan een kleine 70 actieve instrumenten met namen als drizzle radar IDRA, sky camera (registreert mate van bewolking), pyrgeometer (meet infrarood straling), aerosole particle analyzers en Raman Lidar.

Het voordeel van Cabauw is dat onderzoekers de resultaten van hun metingen kunnen vergelijken met die van anderen. Wat ‘zien’ verschillende apparaten bijvoorbeeld van een vulkanische aswolk? Na de ervaring met Eyjafjallajökull (april 2010) kan de lidar in Cabauw nu direct informatie leveren over de concentratie van deeltjes in een aswolk. De synergie van Cabauw is van belang bij het ontwikkelen en ijken van nieuwe instrumenten en de dataverwerking.

Zoals vroeger de zorgen over luchtvervuiling aanzette tot onderzoek, is dat nu de klimaatverandering. Men wil weten hoe het klimaat reageert op toename van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer. En de meest onbegrepen factor in dat verband zijn de wolken. Vandaar dat onderzoek bij Cabauw en soortgelijke sites over de hele wereld gericht is op een beter begrip van de rol van wolken in het klimaat. Doordat het ene klimaatmodel een toename van laaghangende wolken verwacht en een ander juist een afname lopen de voorspellingen voor een verdubbeling van de hoeveelheid atmosferisch CO2 (ten opzichte van pre-industrieel) uiteen van plus 2 tot plus 6 graden. Siebesma verwacht dat die marges in het volgende IPCC rapport (over vijf jaar) dankzij de verbeteringen in zowel metingen als modelvorming aanzienlijk kleiner zullen zijn, zodat we beter weten wat ons deze eeuw te wachten staat.

Binnen die internationale klimaatgemeenschap is Cabauw overigens wel een buitenbeentje, vertelt KNMI-hoofddirecteur dr. Frits Brouwer. Andere sites zijn het eigendom van de overheid of een onderzoeksinstelling, maar nergens vind je zo’n consortium van universiteiten en instellingen. Cabauw staat voor het poldermodel in het klimaatonderzoek.

www.cesar-observatory.nl

Posted in Technisch Weekblad.

Tagged with , , , , .