Kees Floor, Meteorologica maart 2015

Af en toe ontwikkelt zich boven de Middellandse Zee een depressie die kenmerken vertoont van een tropische cycloon. Een recent geval van zo'n zogenoemde medicane deed zich voor in november 2014. Het systeem was zichtbaar op satellietbeelden, op radarbeelden, in oppervlaktewaarnemingen en op modeluitvoer. Hoe vaak doen zulke medicanes zich voor? En verandert de frequentie van optreden in een opwarmend klimaat?

Begin november 2014 was het geruime tijd noodweer in grote delen van Italië en directe omgeving. Een van de vele boosdoeners was een kleine, actieve storing boven de Middellandse Zee (figuur 1), die vergezeld ging van veel wind, zwaar onweer en overvloedige regenval. Ze veroorzaakte aanzienlijke schade en overlast, eerst op de Pelagische Eilanden (figuur 2), later ook op Malta en langs de oostkust van Sicilië. In de haven van Lampedusa, bekend van de talrijke Afrikaanse bootvluchtelingen die daar Europa binnenkomen, zonken tientallen schepen. De storing liet een spoor na van overstromingen, afgewaaide daken, vernielde kassen, weggeslagen zandstranden, ontwortelde bomen en gevelde hoogspanningsmasten. Veerdiensten en luchtverkeer in de regio raakten ernstig ontregeld en verscheidene gebieden zaten enige tijd zonder stroom.
De depressie, door de weerdienst van de Freie Universität van Berlijn aangeduid als Qendresa, ontstond op 7 november 2014 in de loop van de ochtend boven het zeegebied tussen Sicilië en Tunesië. De kern ervan trok later in de middag onder andere over Malta en lag rond middernacht voor de oostkust van Sicilië.

1. MODIS-beeld van de medicane Qendresa boven de Middellandse Zee, 7 november 2014 12.15 UTC. (Bron: NASA).	3. VIIRS/DNB-beeld van de medicane Qendresa voor de oostkust van Sicilië, 8 november 2014 01.43 UTC. (Bron: NRL).

Satellietbeelden
Op satellietbeelden is in de met de depressie samenhangende bewolking een duidelijk oog zichtbaar dat doet denken aan wat je verwacht bij een tropische cycloon. Figuur 1 geeft het MODIS-beeld van de Amerikaanse satelliet Aqua in natuurlijke kleuren van 7 november 2014 12.45 UTC. Op de figuur is ook te zien dat de krachtige, rond de depressiekern tegen de wijzers van de klok in draaiende luchtstroming in Libië bruingetint woestijnzand en -stof heeft doen opwaaien. Het wordt over de Middellandse Zee naar het noorden getransporteerd. In het bovenste gedeelte van het satellietbeeld is de bewolking nog zichtbaar van de occlusie waaruit Qendresa is voortgekomen. De kleur van de Tunesische kustwateren wordt voor een belangrijk deel bepaald door sediment en algenbloei. Achter het Atlasgebergte zijn boven Algerije en Tunesië lijgolven zichtbaar.
Figuur 3, gebaseerd op metingen in het dag/nachtkanaal (DNB) van de VIIRS op de Amerikaanse satelliet Suomi-NPP (zie Floor 2013), toont de depressie opnieuw, ditmaal in de nacht om 01.43 UTC. De depressiekern bevindt zich voor de oostkust van Sicilië. Dankzij de volle maan is de belichting van de wolkenpartijen uitstekend. Om gevoel te krijgen voor de omvang van het weersysteem, kun je het vergelijken met de grootte van Sicilië, dat maximaal 230 kilometer lang is en 170 kilometer breed.
Op figuur 3zijn verder nog de lichtbronnen van steden te zien. Enkele steden langs de Libische kust zijn gemakkelijk terug te vinden, zoals Tripoli (13 OL), Homs (14 OL) en Misratah (15 OL). Aan de zuidkust van Sardinië zijn de lichten te zien van Cagliari (9 OL).

2. De Pelagische Eilanden. Lampione is onbewoond. IO: Ionische Zee, TZ: Tyrrheense Zee, AZ: Adriatische Zee.(Bron: Wikimedia)		4. Luchtdruk (hPa, zwart), wind (kts, rood) en windstoten (kts, blauw) te Malta, 7 november 2014 13.12 UTC tot 19.12 UTC. (Bron: Irishweatheronline).

Meer waarnemingen
Figuur 4 laat zien dat de depressie rond 16.30 UTC over de luchthaven van Malta trok. De luchtdruk bereikte een dieptepunt, de harde wind, kracht 7, uit het zuiden zwakte af, ruimde vervolgens naar noordwest en trok aan tot storm, windkracht 9. De registratie toont grote gelijkenis met wat je zou verwachten bij het passeren van een tropische storm, waarbij de hoogste windsnelheden optreden in de voor zo'n weersysteem karakteristieke eyewall en de luchtdruk eerst sterk daalt en dan weer sterkt stijgt tijdens de passage van het oog. Het oog in het bewolkingspatroon op de satellietbeelden duidde al eerder op een mogelijke verwantschap met tropische cyclonen.
Merk ook op dat Qendresa zich bevindt onder een afgesnoerd lagedrukgebied in de bovenlucht en dat ze een warme kern bezit. Dat is te zien in figuur 5, waarin isothermen en hoogtelijnen op 500 hPa zijn weergegeven voor 8 november 00.00UTC.
Het neerslagpatroon dat de radar van Malta vastlegde op 16.30 UTC (figuur 6), suggereert - net als de eerder genoemde windregistraties - de aanwezigheid van een eyewall. Hetzelfde geldt voor het Italiaanse radarbeeld van 22.30 UTC (figuur 7), toen Qendresa zich voor de oostkust van Sicilië bevond.

5. Hoogtelijnen en temperatuur 500 hPa, 8 november 2014 00.00 UTC. Qendresa ligt voor de oostkust van Sicilië. (Bron: Keraunos). Klik op de afbeelding voor een vergroting.	6. Radarbeeld Malta, 7 november 16.30 UTC. (Bron: Malta Airport MetOffice). Klik op de afbeelding voor een animatie.	7. Radarbeeld Italië, 7 november 22.30 UTC. (Bron: Protezionecivile Italy). Klik op de afbeelding voor een animatie.

Medicanes
Depressies boven de Middellandse Zee met de trekken van een tropische cycloon, zoals de hierboven opgevoerde en onder anderen door Masters (2014), EUMETSAT (2014a), Metteochannel (2014), Ughetto (2014) en Sachweh (2015) beschreven storing Qendresa, worden aangeduid als medicane. De overeenkomsten met tropische cyclonen betreffen de bescheiden omvang van het weersysteem, de warme kern, de vele regen die ze brengen, de stormachtige winden, soms zelfs orkaanwinden die optreden, de vorm van het bijbehorende bewolkingspatroon, het wolkenloze, windstille oog in het centrum van de depressie en de mechanismen die verantwoordelijk worden gehouden voor de ontwikkeling van het weersysteem (Emanuel 2005). De medicanes treden echter op boven minder warm water; 15 graden is al eens voldoende gebleken. De zeewatertemperatuur op 7 november 2014 bij Malta was 23 graden, ten oosten van Sicilië 21 graden; voor tropische cyclonen houdt men doorgaans een ondergrens voor de watertemperatuur aan van 26 of 27 graden. De medicanes zijn wat kleiner, minder heftig en doven sneller uit dan 'gewone' hurricanes. Doordat de kern van Qendresa over verscheidene waarneemstations en boeien trok, is het een van de best gedocumenteerde medicanes aller tijden.
Medicane is een samentrekking van de woorden Mediterraan en hurricane. Het begrip werd gemunt in de jaren 80 of 90 van de vorige eeuw. De term is opgenomen in de begrippenlijst van de Deutscher Wetterdienst; in de Meteorological Glossary van de American Meteorological Society ontbreekt hij echter. Amerikaanse onderzoekers voelen vaak meer voor een analogie met polar lows.
De naam medicane is enigszins misleidend; de hurricanes van de noordelijke Atlantische Oceaan en het Caribisch gebied vereisen namelijk winden van orkaankracht, terwijl voor een medicane een stormachtige wind volstaat. Van slechts drie medicanes is bekend dat de wind er aantrok tot orkaankracht; dat was in september 1947, januari 1982 en januari 1995. Verder doen de medicanes zich niet alleen voor op de Middellandse Zee, maar bijvoorbeeld ook op de Zwarte Zee.
Storingen die het keurmerk 'medicane' willen verkrijgen moeten volgens Tous and Romero (2011, 2013) voldoen aan de volgende eisen: ze hebben op satellietbeelden een duidelijk oog, zijn symmetrisch van vorm, gaan vergezeld van een aaneensluitend wolkendek, hebben een diameter van hooguit 300 kilometer en de levensduur bedraagt ten minste zes uur. Het is duidelijk dat de auteurs hun onderzoek baseren op satellietdata. Wie werkt met modeldata, zoals bijvoorbeeld Cavicchia et al. (2014ab) en Walsh et al. (2014), heeft uiteraard andere criteria nodig.
Verkenningsvluchten zoals die inmiddels gebruikelijk zijn bij hurricanes, zijn bij medicanes nog nooit uitgevoerd. Wel bevond het Duitse onderzoeksschip Meteor zich toevallig in het gebied waar de medicane van januari 1995 actief was en kon de waarnemer aan boord windkracht 12 rapporteren.

Frequentie
Door de relatief kleine schaal van dit type depressies en hun marien karakter is het aantal direct waargenomen medicanes beperkt. Het gaat dan vooral om gevallen die aanzienlijke schade aanrichten in kustgebieden of op eilanden. Veel medicanes uit het verleden zullen we nooit kennen. Tegenwoordig vormen satellietbeelden een belangrijke informatiebron voor het opsporen en classificeren van het vrij zeldzame fenomeen. Daardoor zijn gerapporteerde medicanes tegenwoordig minder schaars dan vóór het satelliettijdperk.
De exacte frequenties van voorkomen hangen af van het basiswerkmateriaal (satellietdata of modeldata), de gekozen vereiste kenmerken van een medicane, de omvang van het zeegebied dat wordt beschouwd, de beschikbaarheid van oppervlaktewaarnemingen en de periode waarover de klimatologie wordt bepaald. Bekijken we bijvoorbeeld de periode 1851-1950, dan is er slechts één medicane bekend, namelijk die van 1947; ze geselde de Franse zuidkust met winden van orkaankracht en bleef daardoor ook in het satellietbeeld- en atmosfeermodelloze tijdperk al niet onopgemerkt. Het zou op basis van deze gegevens dus gaan om een verschijnsel dat slechts eens in de honderd jaar optreedt. Na de introductie van weersatellieten werden er meer gevallen gerapporteerd. Daardoor mochten na de komst van de weersatellieten een medicane van 1969, maar vooral medicanes in de jaren 80 en 90 van de vorige eeuw zich in de aandacht van meteorologen verheugen, waaronder enkele uit Nederland (Van der Ham 1982, Kuiper 1986, Van Delden 1989, Floor 1995, 2012).
Tous and Romero (2013) bekeken METEOSAT-infraroodbeelden van 1982 tot en met 2003 en vonden 12 gevallen in 22 jaar, wat een frequentie oplevert van ongeveer eens in de twee jaar. Miglietta et al. (2013) noteerden op basis van satelliet- en modeldata 17 gevallen in 14 jaar, iets meer dan een per jaar. Cavicchia et al. (2014a) analyseerden modeluitvoer over een periode van 60 jaar en kwamen uit op ongeveer 1,6 medicane per jaar. Ze vonden verder dat medicanes zich vooral vormen tijdens het koude seizoen in de westelijke Middellandse Zee en in het gebied waar ook Qendresa actief was, namelijk tussen de Ionische Zee en Noord-Afrika. Het temperatuurverschil tussen het zeewater en de hogere luchtlagen moet groot zijn, zodat de atmosfeer onstabiel is. Meestal speelt daardoor een afgesnoerd lagedrukgebied in de bovenlucht een rol. Factoren die gunstig zijn voor de vorming van medicanes zijn verder een hoge statische instabiliteit, weinig windshear, hoge luchtvochtigheid en een hoge vorticiteit in de onderste niveaus.
Qendresa was niet de enige medicane van 2014; een tweede, naamloos geval deed zich voor op 2-3 december (EUMETSAT 2014b). Hoeveel tijd er zat tussen Qendresa en de daaraan voorafgaande medicane, is niet helemaal duidelijk. Volgens de naar Miglietta et al. (2013) verwijzende Engelstalige Wikipedia was Lucy, die zich van 12-14 april 2012 ophield boven de Tyrrheense Zee, Qendresa's voorgangster. EUMETSAT (2012) noemt echter nog een geval van 17 april 2012 boven de Adriatische Zee. De Franstalige Wikipédia, vermeldt daarbovenop nog twee extra gevallen: de naamloze medicane van 27-29 oktober 2012 en Cleopatra van 18-21 november 2013. Kennelijk bestaat er geen geautoriseerde lijst van medicanes, wat het vaststellen van de frequentie van optreden ervan nagenoeg onmogelijk maakt.

Klimaatverandering
Medicanes zijn verantwoordelijk voor extreem weer, zeg maar code rood. Daarom is het ongetwijfeld interessant na te gaan wat we er in een veranderend klimaat van kunnen verwachten. Dat is onlangs via verschillende methodieken uitgezocht door Romero and Emanuel (2013), Cavicchia et al. (2014b) en Walsh et al. (2014). Ze komen allen tot de conclusie dat het aantal medicanes zal afnemen doordat in een warmer klimaat minder vaak zal worden voldaan aan de voorwaarden waaronder ze zich kunnen vormen. Zo neemt bijvoorbeeld de verticale windschering toe, wat ongunstig is voor de vorming van medicanes. Ook liggen de depressiebanen in zo'n klimaat minder zuidelijk dan nu, zodat de kans op een afgesnoerd lagedrukgebied in de hogere luchtlagen boven het Middellandse Zeegebied afneemt. Overigens verwacht men wel dat de intensiteit van de medicanes die zich nog voordoen, zal toenemen, waardoor waakzaamheid geboden blijft.

METEOSAT-beeld 7 november 2014 12.00 UTC IR en VIS.

Literatuur en links
Cavicchia, L. et al., 2014a: A long-term climatology of medicanes. Climate Dynamics 43 (5-6), 1183-1195.
Cavicchia, L. et al., 2014b: Mediterranean Tropical-Like Cyclones in Present and Future Climate. J. Climate 27 (19), 7493-7501.
Emanuel, K., 2005: Genesis and maintenance of 'Mediterranean hurricanes'. Advances in Geosciences 2, 217-220.
EUMETSAT, 2012: Medicane over lower Adriatic Sea.
EUMETSAT, 2014a: Medicane Qendresa hits Malta and Sicily.
EUMETSAT, 2014b: Medicane over Italy.
Floor, K., 1995: 'Tropische cycloon' boven Middellandse Zee, Meteorologica 4 (1), 24-25.
Floor, K., 2012: Noodweer door medicane. Zenit 39 (1), 36-37.
Floor, K., 2013: Nachtelijke zichtbaarlichtbeelden, Meteorologica 22 (3), 9-12.
Kuiper, J., 1986: Opvallende depressie boven de Middellandse Zee, Zenit 13, 306-308.
Masters, J., 2014: Rare medicane hits Malta and Sicily with tropical storm-like conditions.
Metteochannel 2014: Medicane Qendresa I am 07.November 2014.
Miglietta, M.M. et al., 2013: Analysis of tropical-like cyclones over the Mediterranean Sea through a combined modeling and satellite approach. Geophysical Research Letters (American Geophysical Union) 40 (10): 2400-2405.
Romero, R., Emanuel, K., 2013: Medicane risk in a changing climate. J. Geoph. Res. Atmos. 118, 1-10.
Sachweh, M., 2015: Qendresa - ein bemerkenswerter Medicane. Beilage zur Berliner Wetterkarte 7.1.2015, 1-12.
Tous, M., Romero, R., 2011: Medicanes: cataloguing criteria and exploration of meteorological environments. Tethys 8, 53-61.
Tous, M., Romero, R., 2013: Meteorological environments associated with medicane development. Int. J. Climatol. 33 (1), 1-14.
Ughetto, S., 2014: Medicane sullo Stretto di Sicilia.
Van Delden, A., 1989: On the deepening and filling of balanced cyclones by diabatic heating. Meteorology and Atmospheric Physics 41, 127-145.
Van der Ham, C.J., 1984: Vreemde cycloon boven Middellandse Zee. Zenit 11 (12).
Walsh, K., et al., 2014: Mediterranean warm-core cyclones in a warmer world. Climate Dynamics 42 (3-4), 1053-1066.
Wikipedia (Engels): Mediterranean tropical cyclone.
Wikipédia (Frans): Cyclone subtropical méditerranéen.