Een wolk in miljoenen puntjes

Wetenschappers zitten meestal niet te wachten op een praatje over het weer. Behalve klimaatonderzoeker Steef Böing (29). Aan de TU Delft bootste hij het gedrag van tien kilometer grote regenwolken na in een computermodel. Nu kijkt hij aan de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich naar het gedrag van wolken boven een heuvel of een berg.

Hoe is het weer in Zürich?

Böing: „Het is hier bijzonder grijs en grauw.”

Is dat ook een wolk?

„Ja, een wolkendek zeggen we vaak. Het zijn stratocumuluswolken. Ik heb onderzoek gedaan naar cumulonimbuswolken.”

Hoe simuleert u een wolk?

„We kijken naar een gebied van 100 bij 100 kilometer. De meetpunten in dat model liggen ongeveer 100 meter uit elkaar. Dat heet de roosterafstand. Voor elk van die punten beschrijf ik de temperatuur, de hoeveelheid water, en de windsnelheden. Dat water vormt soms druppels, dus ik modelleer ook hoe er regen uit valt, en de verdamping ervan. Het hele model omvat een paar honderd miljoen punten. Zo kun je de turbulentie in een wolk en de menging van een wolk met zijn omgeving expliciet uitrekenen. Het ziet er op de computer ook echt uit als een wolk.”

Zijn de bestaande weermodellen niet goed?

„Klimaatmodellen draaien wereldwijd, over tientallen jaren, en grote weermodellen omvatten bijvoorbeeld Europa, voor enkele dagen vooruit. Ze rekenen met een roosterafstand van enkele tientallen kilometers. Een wolk is kleiner.

„Zo’n model moet dus op basis van de gemiddelde temperatuur en de hoeveelheid water die er bij een roosterpunt is, afleiden welke wolken er zijn. Dat gaat niet altijd goed. Bijna alle modellen voorspellen regen een paar uur te vroeg op de dag. Simulaties waar wolken expliciet in zitten hebben dat probleem niet. We willen met onze wolkenmodellen dit soort fouten verbeteren.”

Wat gebeurt er in zo’n reusachtige cumulonimbus?

„Als het gaat regenen, verdampt die regen onder de wolk. Dat levert koude lucht, en die spreidt zich uit onder de wolk. Waar koude lucht van twee kanten samenkomt, ontstaan brede wolken, en die groeien weer uit tot diepe wolken, waar weer meer regen uit valt. Het zwengelt zichzelf aan.”

Hoe weet u of u wèl het goede model heeft?

„Je kunt de wolken in je model vergelijken met meetgegevens van echte wolken. De TU Delft werkt samen met de meetmast die in Cabauw staat, vlakbij Lopik. Mijn eigen berekeningen zijn gebaseerd op gegevens uit de tropen, van tropische regenwolken. Nee, ik ben daar niet zelf geweest.”