Tweede tropische cycloon bij Brazilië

Kees Floor, Meteorologica september 2010.

In maart van dit jaar kwam boven de zuidelijke Atlantische Oceaan in de buurt van Brazilië een tropische cycloon tot ontwikkeling. Het was de tweede maal dat in dat gebied het optreden van een tropische cycloon werd vastgesteld; het begrip tropische cycloon moet daartoe wel ruimer geïnterpreteerd worden dan we in Nederland en België gewend zijn.
Anita, zoals de recente tropische cycloon werd genoemd, bracht het niet verder dan tropische storm, windkracht 8 en ging niet aan land. Voorganger Catarina uit maart 2004 ging nog vergezeld van winden met orkaankracht, bereikte de Braziliaanse kust wél en richtte boven land veel schade aan.
Op het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan is inmiddels het hurricaneseizoen 2010 in volle gang. De Amerikanen hebben aan de vooravond daarvan een nieuwe versie van de intensiteitsschaal van Saffir en Simpson in gebruik genomen.

Tropische cyclonen komen boven de zuidelijke Atlantische Oceaan nagenoeg niet voor. De windschering tussen 1,5 en 12 kilometer is er doorgaans te groot en de intertropische convergentiezone, die met zijn buien en luchtstromingen meestal de eerste aanzet geeft tot de vorming van een tropische cycloon, ontbreekt er nagenoeg. Het wereldkaartje met de banen van tropische cyclonen (figuur 1a) toont boven de zuidelijke Atlantische Oceaan dan ook een vrijwel leeg gebied. Alleen voor de kust van Brazilië is een hurricane ingetekend met een maximum van categorie 1 volgens de schaal van Saffir-Simpson (zie verderop). Het blijkt te gaan om Catarina, een orkaan uit maart 2004 (figuren 1b en 1c), die de Brazilianen, onbekend als zij zijn met het verschijnsel, ondanks aanhoudende waarschuwingen vanuit het Amerikaanse National Hurricane Centre (NHC) in Miami, Florida, totaal verraste. De cycloon ging aan land bij Torres, ongeveer 800 kilometer ten zuiden van Rio de Janeiro in de Zuid-Braziliaanse staat Santa Catarina; vandaar de achteraf toegekende naam Catarina.
Inmiddels kan de kaart in die regio aangevuld worden met een tweede tropische cycloon, die in maart 2010 opdook in hetzelfde gebied waar zes jaar eerder Catarina had huisgehouden.


1a. Banen van tropische cyclonen over een periode van bijna 150 jaar (afgesloten september 2006) op basis van gegevens van het Joint Typhoon Warning Center en het National Hurricane Centre. Boven de zuidelijke Atlantische Oceaan is slechts een tropische cycloon ingetekend: Catarina uit 2004. Anita van maart 2010 valt buiten de periode. Bron: Robert A. Rohde, Global Warming Art.	1b. Cycloon Catarina bij Brazilië, gefotografeerd op 27 maart 2004 vanuit het internationaal ruimtestation. Linksboven is de Braziliaanse kust zichtbaar. In dit gebied komen tropische cyclonen vrijwel nooit voor. Op de foto is het onbewolkte oog in het midden van de cycloon goed te zien, evenals de aan de bovenzijde van de orkaan spiraalsgewijs uitstromende lucht met bewolking. Bron: NASA/ISS008-E-19646.	1c. Tropoische cycloon Catarina voor de Braziliaanse kust, 800 km ten zuiden van Rio de Janeiro. Datum: 27 maart 2004. Satelliet: Terra; middagbaan. Instrument: MODIS. Bron: NOAA.

Subtropische depressie 90Q
Op 8 maart begon een tot dan toe min of meer 'gewone' depressie boven de zuidelijke Atlantische Oceaan ten oosten van Brazilië kenmerken aan te nemen van een tropische storing. Vanaf dat moment werd het weersysteem beschouwd als subtropische cycloon. 'Gewone' depressies hebben een koude kern, gaan vergezeld van fronten en krijgen hun energie uit de wisselwerking tussen warme en koude lucht. Boven zeewater van 21 graden of warmer vormen zich in zo'n depressie onweersbuien. Na verloop van tijd kan de kern geleidelijk overgaan van koud naar warm. Waterdamp, afkomstig van de warme oceaan, condenseert en de warmte die daarbij vrijkomt levert een steeds belangrijker wordend aandeel in de energievoorziening van het zich tot subtropische depressie ontwikkelend systeem.
Een subtropische depressie heeft zowel kenmerken van een 'gewone' depressie als van een tropische cycloon. Zo is er een wolkenvrij oog met een gesloten circulatie daaromheen. Daarbuiten bevinden zich, op een afstand van 150 kilometer of meer, banden met zwaar onweer. De neerslag is minder intens en het windveld doorgaans breder dan bij tropische cyclonen. Het patroon van wind en buien is bij een subtropische cycloon minder symmetrisch.
Vanaf 9 maart volgden de meteorologen van de United States Naval Research Laboratory in Washington, DC het weersyteem dat ze 90Q noemden, nauwlettend, evenals hun collega's van het NHC en van het Hydrometeorological Prediction Center (HPC) van de Amerikaanse Weerdienst in Camp Springs Maryland. Er kwam voldoende beeldmateriaal beschikbaar dankzij onder meer de geostationaire satellieten GOES-12 (figuur 2) en METEOSAT 9. Daarnaast waren er de gebruikelijke 'losse shots' van polaire satellieten als de NOAA-19 (figuur 3) en de Terra (figuur 4).


2. Satellietbeeld van de subtropische cycloon 90Q (Anita) voor de kust van Brazilië. Het kaartje linksboven dient ter plaatsbepaling. Datum: 9 maart 2010, 15:30 UTC. Instrument: Imager. Satelliet: GOES-12. Bron: NOAA.	3. Infraroodbeeld van de tropische cycloon 90Q (Anita). De naar boven doorstotende, toppen van zware onweersbuien genereren zwaartekrachtsgolven die zich in zuidwestelijke richting voortplanten. Datum: 10 maart 2010, 17:14 UTC. Instrument: AVHRR, kanaal 4. Satelliet: NOAA-19. Bron: NOAA.	4. Zichtbaarlichtbeeld van de tropische cycloon 90Q (Anita). Het oog is nog duidelijk zichtbaar. Datum: 12 maart 2010, 12:15 UTC. Instrument: MODIS, banden 1, 4 en 3. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC, MODIS Rapid Response.

Tropische storm Anita
Op 9 maart werd nog gesproken over een subtropische cycloon. Een dag later veranderde het HPC de classificatie van het compacte weersysteem en gaf het het etiket tropische cycloon mee. Als een subtropische depressie zich enkele dagen boven warm water bevindt, komt zo'n overgang van subtropisch naar tropisch vaker voor. Meestal gaat men uit van een zeewatertemperatuur van 27 graden of meer; in het geval van 90Q was het oceaanwater echter 'slechts' 25 graden. Bij tropische cyclonen zitten de banden met onweer en het windveld dichter bij de warme kern. Alle energie wordt geleverd door latente warmte; fronten ontbreken.
Het kleurrijke 10.8 µm infraroodbeeld (kanaal 4) van de NOAA-19 (figuur 3) toont de tropische cycloon 90Q op 10 maart. De naar boven doorstotende, koude, donker getinte toppen van zware onweersbuien hebben een temperatuur van ongeveer -70 graden; ze genereren zwaartekrachtsgolven die zich in zuidwestelijke richting voortplanten en goed zichtbaar zijn op het satellietbeeld.
Op 11 maart werden windsnelheden waargenomen van 40 knopen of hoger. Daarmee was 90Q gepromoveerd tot tropische storm. Korte tijd later nam de wind al weer af en na een paar dagen viel de tropische cycloon terug tot een gewone depressie. Tegen die tijd was het weersysteem ook voorzien van een naam: Anita, op 13 maart voorgesteld door de Meteorologische Dienst van Brazilië en de gezamenlijke Braziliaanse weerproviders. Dat deze eerste tropische cycloon van het seizoen een naam kreeg die met een A begint, zoals overal elders ter wereld het geval is, is toeval. De Brazilianen, die niet over een namenlijst voor dit soort verschijnselen beschikken, wilden het weersysteem dat zich zo kort na de internationale vrouwendag, jaarlijks op 8 maart, had gevormd, een meisjesnaam toekennen. De keuze viel op Anita, naar de in 1821 in de provincie Santa Catarina geboren Anita Garibaldi, de Braziliaanse echtgenote en strijdmakker van de Italiaanse revolutionair Guiseppe Garibaldi. Ze had ook een belangrijke rol gespeeld in de geschiedenis van de regio.

Definities
In het voorgaande werd Anita opgevoerd als tropische cycloon, ook al bereikte de wind in de omgeving van de kern bij lange na niet de daarvoor vereiste windsnelheden van orkaankracht. Hoewel, vereist? Dat hangt ervan af. In sommige delen van de wereld blijkt die eis inderdaad te gelden: Nederland, België en het zuidwestelijk deel van de Indische Oceaan. Volgens onder andere een factsheet van de WMO en de begrippenlijst van de American Meteorological Society (AMS) is tropical cyclone echter niet meer dan een verzamelnaam voor alle tropische depressies, stormen en hurricanes etc., ongeacht de sterkte. Op die manier wordt de term dan ook gebruikt op de noordelijke Atlantische Oceaan, de noordelijke Grote Oceaan en - voor zover de berichtgeving daarover plaatsvindt door de Amerikaanse Marine - de noordelijke Indische Oceaan. Op het zuidelijk deel van de Grote Oceaan zijn de eisen wat strenger: de wind moet er minstens windkracht 8 bedragen. In de noordelijke Indische Oceaan wordt de term tropische cycloon door de meteorologische dienst van India (IMD) niet gebruikt of is hij niet gedefinieerd. Een overzicht van de spraakverwarring - in officiële documenten variëteit aan terminologie genoemd - rond de gehanteerde definities geven de websites van Australian Severe Weather en het Australische Bureau of Meteorology Research Centre (BMRC).
De chaos wordt nog groter doordat, afhankelijk van het gebied op aarde, verschillende middelingsperioden voor de wind worden gebruikt, namelijk 1, 3 en 10 minuten. Daardoor kan een tropische cycloon in een gebied met over een minuut gemiddelde windsnelheden als orkaan worden beschouwd terwijl elders, waar met over tien minuten gemiddelde windsnelheden wordt gewerkt, niet aan het criterium van 64 knopen of meer is voldaan.
Blijft de vraag waarom we in Nederland een uitzonderingspositie hebben danwel de regels voor de zuidelijke Indische Oceaan toepassen. Zou het een overblijfsel zijn uit de tijd dat Nederlandse schepen op Indië voeren en vooral op de zuidelijke Indische Oceaan geconfronteerd werden met tropische cyclonen van orkaankracht? Leeft de door sommigen geroemde en anderen verguisde VOC-mentaliteit nog voort in deze traditie van orkaanterminologie?

Discussies
Terug naar Anita; het optreden van deze tropische storm was goed voor talrijke discussies op internet. Over een ding was men het eens: tropische cyclonen zijn zeldzaam boven het zuidelijk deel van de Atlantische Oceaan, ook als je het begrip tropische cycloon zo ruim opvat als bijna overal ter wereld wordt gedaan. De conclusie dat de piek van het seizoen in maart valt, wordt minder gedragen. 'Een verschijnsel dat zo weinig voorkomt, kan niet pieken', zo luidt de tegenwerping. Ook de bewering dat er op de zuidelijke Atlantische Oceaan slechts twee tropische cyclonen zijn opgetreden, wordt als niet onderbouwd verworpen. De periode met betrouwbare informatie is daarvoor veel te kort, zoals figuur 5 laat zien. De figuur toont in dunne lijnen de frequentie van tropische cyclonen, in dit geval boven het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan; de dikke lijnen geven lopende 10-jaarlijkse gemiddelden. Boven in de figuur is aangegeven op wat voor waarnemingen een en ander is gebaseerd. Als een tropische cycloon het land optrekt, werd dat ook in het verleden doorgaans wel opgemerkt. Daarnaast zijn er de rapporten in de scheepslogboeken, waaruit kan worden geput. Verder zal vroeger lang niet altijd de juiste waarnemer zich op de juiste plaats hebben bevonden Beelden van weersatellieten, die tegenwoordig een belangrijke rol spelen bij het monitoren van tropische cyclonen, zijn er pas vijftig jaar en de periode waarover windmetingen vanuit verkenningsvluchten en satellietwinden beschikbaar zijn, is nog weer aanzienlijk korter. De stijgende lijnen in de figuur worden dan ook geheel of gedeeltelijk (bijvoorbeeld in combinatie met klimaatverandering) toegeschreven aan de betere waarneemtechnieken.
Verder werd er her en der gemokt over het ontbreken van een namenlijst voor tropische cyclonen boven het zuidelijk deel van de Atlantische Oceaan. 'Daar zou de WMO toch wat aan moeten doen. En anders kunnen we toch de eerste namen van de Noord-Atlantische hurricanelijst gebruiken?', zo werd geopperd.

5a: 'Saffir-Simpson Wind Scale', een classificatie van de intensiteit van hurricanes en de daardoor veroorzaakte schade. Bron: COMET. Klik op de figuur voor een animatie.

5b. Frequentie van tropische stormen (vanaf 8 beaufort), hurricanes (vanaf orkaankracht) en 'major hurricanes' (categorie 3, 4 of 5 op de huidige Saffir-Simpson Wind Scale en op de vroegere Saffir-Simpson Hurricane Scale) op de noordelijke Atlantische Oceaan en in het Caribische gebied. Satellietwaarnemingen zijn beschikbaar sinds 1960. Verkenningsvluchten voor het meten van de windsnelheid werden uitgevoerd vanaf de jaren 90 van de vorige eeuw. Betere waarnemingstechnieken leiden tot een betere detectie en categorisering van tropische cyclonen, wat doorwerkt in de statistieken. Bron: Robert A. Rohde, Global Warming Art.

Saffir en Simpson uitgekleed
Sinds 1 juni loopt ook op de noordelijke Atlantische Oceaan en in het Caribische gebied het hurricaneseizoen 2010. Bij de meldingen en beschrijvingen van tropische cyclonen wordt net als voorgaande jaren de eerder genoemde Saffir-Simpson schaal gebruikt, die houvast biedt voor de intensiteit van de hurricanes. De Saffir-Simpson Hurricane Scale (figuur 5a) werd opgesteld in 1969 door consultant Herbert Saffir, gespecialiseerd in stormschade aan gebouwen, en Bob Simpson, directeur van het National Hurricane Centre. Van nu af moeten we het echter doen met een uitgeklede versie van deze schaal, zo liet datzelfde NHC op 17 januari weten. De nieuwe editie bevat alleen nog windsnelheden en bijbehorende schade; luchtdrukwaarden in de kern en wateropzetten zijn weggelaten. Vandaar dat de schaal voortaan wordt aangeduid als Saffir-Simpson Wind Scale.
De luchtdruk werd in de jaren 70 en 80 van de vorige eeuw gebruikt als indicatie voor de meest waarschijnlijke maximale windsnelheden. Sinds de jaren 90 bepaalt men deze wind met speciale verkenningsvluchten en tegenwoordig ook met satellietwinden.
De wateropzetten werden in 1972 aan de schaal toegevoegd (zie figuur 6 links), maar zijn daaruit nu dus weer verdwenen. Dat komt doordat er geen eenduidig verband bleek tussen de windsnelheden en de wateropzetten die werden waargenomen. Die opzet hangt af van de omvang van het windveld van de orkaan, de diepte van de wateren voor de kust (figuren 6 midden en rechts), de snelheid waarmee de orkaan zich verplaatst en de hoek die zijn baan maakt met de kust. Zo ging de omvangrijke orkaan Ike met orkaanwinden tot bijna 200 kilometer uit het centrum in 2008 bij Texas aan land als hurricane van de tweede categorie. De wateropzet bedroeg ruim 1,5 meter. Ter vergelijking: in 2004 werd Florida getroffen door de orkaan Charley als categorie-4-hurricane, maar het water kwam niet meer dan 60 centimeter boven normaal. De kustwateren bij Florida zijn diep, die voor Texas ondiep. In beide gevallen zaten voorspellingen gebaseerd op de verouderde Saffir-Simpson Hurricane Scale er flink naast. Dat is natuurlijk niet handig, want het door hurricanes opgejaagde zeewater eiste in de Verenigde Staten in het verleden meer slachtoffers dan alle andere ongemakken -orkaanwinden, tornado's en overstromingen door overvloedige regenval - bij elkaar. Vandaar dat de Amerikanen er de voorkeur aan geven de wateropzetten voortaan per geval en per locatie te voorspellen en de gegevens daarover uit de intensiteitsschaal te verwijderen. Een recente versie van de Saffir-Simpson Wind Scale is onder andere te vinden op de website van het NHC.