Hurricanes en hun gevolgen prachtig in beeld
Kees Floor; Zenit januari 2009.
Hurricanes en hun gevolgen prachtig in
beeld
Kees Floor; Zenit januari 2009.
De tropische cyclonen in het Caribische gebied waren de afgelopen maanden geregeld, meestal in ongunstige zin, in het nieuws. Vooral Cuba kreeg er flink van langs; er trokken in één orkaanseizoen maar liefst drie hurricanes over het eiland. Vanuit de ruimte valt er echter veel te genieten, ook al voel je je bij het bekijken van de satellietbeelden soms een ordinaire ramptoerist.
 |  |  |
| 1. Zichtbaarlichtbeelden uit het orkaanseizoen van 2008 van de tropische cyclonen Gustav bij Cuba, 30 augustus (a) en Ike boven de Atlantische Oceaan ten noordoosten van de Bovenwindse Eilanden, 4 september (b). Satelliet: Terra. Instrument: MODIS. Bron: NASA/GSFC MODIS Rapid Response Team. | Paloma,
8 november 2008 04 UTC. Satelliet: GOES. Bron: NASA. Animatie. | |
Het
meest opvallende kenmerk van een tropische cycloon op satellietbeelden is het
enigszins donkere, wolkenvrije oog. Daaromheen zit een 'muur' van actieve buienwolken.
De lucht gaat er met snelheden van honderd tot honderd vijftig kilometer per uur
omhoog. Bovenin, op zo'n achttien kilometer hoogte, stroomt de inmiddels sterk
afgekoelde lucht met bewolking weer spiraalsgewijs naar buiten. Aan de bovenkant
van de cycloon vormt zich een ijskoude, felwitte kap van ijswolken, die op zichtbaarlichtbeelden
van weersatellieten markant zichtbaar is.
De karakteristieke kenmerken van
vanbovenaf bekeken tropische cyclonen zijn goed terug te vinden op de satellietbeelden
van figuur 1. De zichtbaarlichtbeelden van Gustav en Ike, twee van de drie orkanen
die in het hurricaneseizoen 2008 over Cuba raasden, zijn gebaseerd op meetgegevens
van het MODIS-instrument op de Amerikaanse satelliet Terra. De beelden geven ongeveer
weer wat we zelf zouden waarnemen als we vanuit de satelliet naar beneden zouden
kijken.
Gustav (figuur 1a) lag op 30 augustus 2008 boven Cuba, waar hij, zoals
we later zullen zien, flink tekeer ging. Ike (figuur 1b) bevond zich 4 september
2008 boven de Atlantische Oceaan ten noordoosten van de Bovenwindse Eilanden.
Hij had zich op dat moment juist ontwikkeld tot een zeer krachtige categorie-4-orkaan.
De
wolkenmassa's en het oog van Gustav zijn ook terug te vinden op satellietbeelden
in het infrarood. Het temperatuurbeeld van 30 augustus 2008 (figuur 2) is gebaseerd
op meetgegevens van het AIRS-instrument op de Amerikaanse satelliet Aqua, de zustersatelliet
van de eerdergenoemde Terra. Het oog oogt minder koud dan de paars ingekleurde
bewolking eromheen. In onbewolkte gebieden lezen we de temperatuur af van het
zeewater of het landoppervlak.
 |  |
2.
Temperatuurbeeld van de tropische cycloon Gustav, 30 augustus 2008. Satelliet:
Aqua. Instrument: AIRS. Bron: NASA/JPL. | 3.
Windsnelheden boven zee rond de orkaan Ike, gemeten op 8 september 2008 met een
scatterometer op de Amerikaanse satelliet Quikscat. Het oog van de tropische cycloon
ligt boven Cuba. Bron: NASA/JPL. |
Wind
Uit
zichtbaarlicht- en infraroodbeelden van tropische cyclonen is niet direct af te
leiden hoe verwoestend de orkaanwinden onder de dikopeengepakte wolkenmassa's
zijn. Wel verwachten we de hoogste windsnelheden onder de wolkenmuur naast het
oog. Verder kun je op het zichtbaarlichtbeeld van Ike (figuur 1b) zien dat er
weinig wind staat in het gebied ten zuiden van de orkaan. Daar licht het doorgaans
donkere oceaanwater op. Deze zilverwitte band wordt veroorzaakt door weerspiegelingen
van zonlicht in die delen van het zeeoppervlak die toevallig de juiste stand hebben
om als spiegelend vlak tussen zon en satelliet op te kunnen treden. Om dit effect
te krijgen moet de zee niet te wild zijn en mag het dus niet te hard waaien.
Informatie
over de optredende windsnelheden rond een orkaan is vanuit de ruimte wél
te verkrijgen met andere instrumenten dan de MODIS of de AIRS. Zo maken scatterometers
gebruik van radargolven, die geen last hebben van bewolking om meetgegevens van
nabij het aardoppervlak te verzamelen. De windsnelheid wordt afgeleid uit het
gedrag van het zeeoppervlak; er zijn dus alleen windwaarnemingen boven zee beschikbaar.
Het satellietbeeld van figuur 3 geeft een voorbeeld, gebaseerd op data van de
Amerikaanse Quikscat-satelliet. We zien het windpatroon rond Ike op 8 september
2008. Het oog van de orkaan lag op dat moment boven het zwaar getroffen Cuba.
De grootste windsnelheden, windkracht 9 of meer, zijn weergegeven in paars. Overigens
is om in aanmerking te komen voor de benaming 'orkaan' windkracht 12 een vereiste.
De windvaantjes in figuur 3 geven de windrichting. Witte vaantjes duiden op
gebieden met hevige regenval. Ten noorden van Cuba zien we Florida, ten oostzuidoosten
ligt Haïti en ten zuiden Jamaica. Doordat er van al deze landgebieden geen
waarnemingen beschikbaar zijn, tekenen de contouren zich duidelijk af tegen de
ingekleurde zeegebieden, waar wel gemeten kan worden.
 |  |  |
| 5. Spoor van neerslag dat de tropische cycloon Ike achterliet langs zijn baan over het Caribische gebied, gebaseerd op metingen van instrumenten op de Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) satelliet. Tevens zijn de posities op de verschillende tijdstippen weergegeven. Bron: Hal Pierce (SSAI/NASA GSFC). | |
Regen
Direct
buiten de 'wolkenmuur' van een tropische cycloon bevinden zich regenbanden, die
evenwijdig aan de wind naar het centrum toe lijken te spiraliseren. Om deze banden
in beeld te brengen, zijn weer andere instrumenten beschikbaar. Zo bevinden zich
op de Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) satelliet, die in november 1997
gelanceerd werd, de TRMM-neerslagradar (PR) en de TRMM Microwave Imager (TMI).
Figuur 4a bevat beelden van Paloma, de derde orkaan die Cuba in 2008 teisterde.
De neerslaghoeveelheden in de middelste, wat lichter getinte strook zijn van de
PR, die daarbuiten van de TMI. De meetwaarden worden gepresenteerd in een satellietbeeld
met bewolkingsbeelden, gebaseerd op infrarooddata, gemeten door de TRMM Visible
Infrared Scanner op dezelfde satelliet.
Het satellietbeeld van figuur 4a is
van 7 november 2008. Paloma lag op dat moment boven de Caribische Zee tussen Honduras
en Cuba. Uit het beeld is op te maken dat de lucht zich voortbeweegt rond een
gesloten oog. Rondom het oog bevindt zich een ringvormig gebied met matige regen
(groen). Een uitgebreid regengebied met lichte (blauw) tot matige regen strekt
zich verder naar het noordoosten uit. In de wolkenmuur aan de oostzijde regent
het hard (rood).
Figuur 4b is van hetzelfde tijdstip als figuur 4a en toont
een driedimensionaal beeld van de orkaan. Vooral de 15 kilometer hoge 'toren'
van opstijgende lucht is opmerkelijk. Hij bevindt zich op de plek van het rood
gemarkeerde regengebied in de wolkenmuur aan de oostzijde van het oog van de tropische
cycloon. Daarnaast zijn er talrijke minder hoge torens, wat een aanwijzing kan
zijn voor het verder in kracht toenemen van de orkaan.
Baan en seizoen
Achteraf
kan met TRMM-gegevens een volledig neerslagspoor in kaart worden gebracht dat
een tropische cycloon heeft achtergelaten. Voor Ike is dit spoor, samen met de
bijbehorende orkaanposities, afgebeeld in figuur 5. De grote neerslaghoeveelheden
gaven boven land steeds aanleiding tot overstromingen. Die deden zich in het geval
van Ike onder andere voor op Haïti en Cuba en in de Amerikaanse staten Texas,
Missouri, Illinois and Indiana. Daarnaast had men langs de kusten van Texas en
Louisiana te kampen met door orkaanwinden opgezwiept zeewater, dat het land binnendrong
(zie verderop).
Een baan zoals van Ike op figuur 5 is vrij karakteristiek
voor de doorsnee tropische cyclonen die het Caribische gebied aandoen in het orkaanseizoen.
Officieel loopt dat van 1 juli tot 1 december, maar het gaat vooral om de maanden
augustus, september en oktober. In die periode is het water van de Atlantische
Oceaan en de Caribische zee warm genoeg om tropische cyclonen te kunnen laten
gedijen. De hurricanes ontstaan in die periode uit storingen die veelal afkomstig
zijn uit Afrika. Vervolgens steken ze al ontwikkelend met een oostelijke stroming
de Atlantische Oceaan over. De passaatwinden drijven de hurricanes naar het Caribische
gebied, waar ze over de eilanden kunnen razen alvorens in Texas, Louisiana of
Florida aan land te gaan. Sommige, naar het noorden afgebogen, tropische cyclonen
komen terecht in de westelijke stroming van de gematigde breedten en gaan dan,
net als Ike, een oostelijke koers volgen.
Voor hurricanes die ontstaan in het
naseizoen, zoals Paloma, gelden andere regels. Gemiddeld komt er in november om
het andere jaar een orkaan tot ontwikkeling. Dat zo'n orkaan dan uitgroeit tot
categorie 4 is uiterst zeldzaam; alleen Lenny uit 1999 wist op een latere kalenderdatum
de categorie-4-status te bereiken. De late orkanen ontwikkelen zich meestal boven
het midden of het westen van de Caribische Zee, omdat het zeewater alleen daar
dan nog warm genoeg is om tropische cyclonen te kunnen ondersteunen. Voor Cuba
bestaat het orkaanseizoen daardoor voornamelijk uit de maanden oktober en november.
De vijf zwaarste orkanen die Cuba de afgelopen honderd jaar teisterden, traden
op in die maanden: de vijfdaagse cycloon van 13-17 oktober 1910, de hurricane
van 18 en 19 oktober 1924, de cycloon van 20 oktober 1926, de hurricane van Santa
Cruz del Sur van 9 november 1932 en de Pinar del Río hurricane van 18 oktober
1944. Uit dit overzicht blijkt al dat de naamgeving van de tropische cyclonen
destijds afweek van de huidige gebruiken met afwisselend jongens- en meisjesnamen.
 |  |  |
Effecten en schade
Satellietbeelden
worden niet alleen gebruikt om er de tropische cyclonen zelf mee te bekijken;
ook de schade of andere veranderingen die aan het aardoppervlak teweeg worden
gebracht, zijn soms uit de beelden af te leiden.
De tropische cycloon Gustav,
voor Cuba de eerste van het seizoen 2008, bereikte het eiland 30 augustus (zie
figuren 1a en 2). 'Het was alsof het eiland was getroffen door een atoombom',
schreef Fidel Castro in de partijkrant. De beelden van de verwoestingen op de
Cubaanse TV deden hem denken aan wat hij zag tijdens zijn bezoek aan Hiroshima
in augustus 1945. Door Gustav liepen honderd duizend woningen en gebouwen schade
op, waarvan er ten minste 6000 onherstelbaar beschadigd bleken. Daarnaast traden
er overstromingen op.
Op de MODIS-beelden is van die schade weinig te zien.
Met een resolutie van 250 meter zijn ze te grof voor dergelijke details. Toch
is aan satellietbeeld 6a van 1 september te zien dat er een krachtige orkaan is
overgetrokken. De ondiepe wateren van de Golfo de Batabanó zijn namelijk
melkwit; gewoonlijk overheersen daar turquoise tinten. Gustav bracht het water
flink in beroering, waarbij onder andere lichtgetint zand naar het oppervlak kwam.
De bruine tinten langs de kust worden veroorzaakt door sediment dat in het
water terecht is gekomen. Het is weggespoeld door hevige regenval of meegenomen
door de door de orkaan opgewekte vloedgolven. Satellietbeeld 6b van 5 september
2008 laat zien dat het water zes dagen later ondanks de fikse buien weer zijn
normale tint had aangenomen.
|  |
 |
Galveston,
Texas
De ASTER-beelden van figuur 7 brengen ons terug naar Ike. Nadat Cuba
was aangedaan, zette deze orkaan over de Golf van Mexico koers naar de Amerikaanse
zuidkust. Daar trok hij vlak bij Galveston Texas binnen. Het aan land gaan van
de orkaan ging op 13 september 2008 gepaard met meer dan 4,5 meter hoge vloedgolven,
die een brede strook langs de kust totaal verwoestten. De grootte van het gebied
dat getroffen werd, is af te leiden uit de ASTER-beelden, die een resolutie van
15 meter kunnen halen. Op deze beelden is vegetatie rood, water blauw, bewolking
wit en bebouwing of kale grond bruin van tint.
Figuur 7a geeft de normale,
schadevrije situatie. Boven land tiert de vegetatie welig, wat leidt tot helderrode
tinten op het satellietbeeld van 15 augustus 2006. Na de vloedgolf is door de
kracht van het water en door de schadelijke werking van het zout de groene vegetatie
uit het verwoeste gebied verdwenen; de kuststrook heeft op 28 september 2008 een
bruine tint gekregen (figuur 7b). Langs de kustlijn is op dat recente beeld nog
één rode vlek zichtbaar. Het is High Island, dat kennelijk hoog
genoeg lag om boven de vloedgolf uit te tronen.
Langgerekte, bruine band
Hoewel
de zwaarste vloedgolven Galveston en directe omgeving troffen, liet de orkaan
Ike ook de overige kustzones van Texas en die van Louisiana niet onberoerd. De
vloedgolven drongen er ver het land binnen, dat daar uit draslanden (wetlands)
bestaat. Het zoute water tastte de planten aan, die slap gingen hangen en bruin
verkleurden. De bruine tinten zijn in het MODIS-zichtbaarlichtbeeld van figuur
8 goed te zien. De langgerekte bruine strook langs de kust strekt zich uit over
een lengte van honderden kilometers. Het zoute water kon niet overal even snel
naar zee terugstromen. Op plaatsen waar het water langer bleef hangen, ondervonden
de planten meer schade dan elders. Hier en daar is ook de begroeiing weggeslagen
door de binnendringende of terugtrekkende watermassa's. Hoe lang het duurt voor
het gebied zich zal hebben hersteld, is niet bekend. De draslanden van Louisiana
waren nog niet bekomen van de schade die in 2005 werd aangericht door de tropische
cyclonen Rita en Katrina. Bovendien was het gebied ditmaal extra kwetsbaar doordat
het water dat de vloedgolven van Gustav hadden aangevoerd, nog niet overal naar
zee was teruggevloeid of was verdampt.
Ten noorden van de bruine strook van
beschadigde draslanden hebben de vloedgolven geen schade meer aangericht. Eerst
zijn de lichtgroene tinten van cultuurgrond zichtbaar, daarboven de donkerder
tinten van de oorspronkelijke, natuurlijke begroeiing.
Het water van de vloedgolven
nam op de terugweg delen van planten en eroderende grond mee richting zee. Een
deel daarvan ligt mogelijk nog op de draslanden in de bruine strook, de rest kwam
in het water van de Golf van Mexico terecht. Op het satellietbeeld is dat goed
te zien. Het water is door de overvloed aan sediment groen en bruin getint; de
'normale' kleur van het water is donkerblauw, zoals bijvoorbeeld midden onder
in het beeld. Sediment en planten maken ook stromingspatronen in het water zichtbaar.
Midden rechts komt de Mississippi uit in de Golf van Mexico. De kleur van het
sediment dat de rivier meevoert, is bruin (niet te zien op deze internetversie
van het artikel).
Ramptoerisme
De grote variëteit aan beelden die beschikbaar zijn van tropische cyclonen
in het Caribisch gebied, maakt het mogelijk de hurricanes tot in details te
volgen. Op de klassieke satellietbeelden in het zichtbaarlicht en in het infrarood
zijn het oog, de wolkenmassa's eromheen en de bovenin uit de cycloon wegspiraliserende
bewolking al goed waar te nemen. Nieuwere instrumenten geven ook het windpatroon
en de overvloedige neerslag die de hurricanes brengen. Dankzij de toegenomen
resolutie van de satellietbeelden is het aardoppervlak in voldoende detail zichtbaar
om effecten van het langstrekken van een tropische cycloon te kunnen waarnemen.
Omdat we weten dat de hurricanes slachtoffers eisen, aanzienlijke schade aanrichten
en veel menselijk leed veroorzaken, voelen we ons soms wat ongemakkelijk; we
lijken ons net te gedragen als ramptoeristen.. Maar gelukkig verkeren we in
goed gezelschap: ook de Amerikaanse president Bush kon de verleiding niet weerstaan
en stapte in de helikopter om nog voor de machtswisseling in het Witte Huis
de chaos na de verwoestingen in zijn thuisstaat Texas met eigen ogen te aanschouwen.
 |
 8. De draslanden (wetlands) langs de noordkust van de Golf van Mexico zijn overspoeld door vloedgolven die dertien dagen eerder werden opgewekt door de orkaanwinden van de tropische cycloon Ike. Daarbij werd schade aangericht in de bruingetinte strook langs de kust. Datum: 26 september 2008. Satelliet: Terra. Instrument: MODIS. Bron: NASA/GSFC M MODIS odis Rapid Response Team. |
| 7. De zwaarste vloedgolven die de orkaan Ike teweegbracht, drongen bij Galveston, Texas het land binnen. Waar de vloedgolven hebben huisgehouden, is de vegetatie weggevaagd. Op de beelden is bewolking wit, vegetatie rood, water blauw en bebouwing of kale grond bruin. In het schadevrije beeld van 15 augustus 2006 domineren de rode tinten, ook in de kuststrook (onder). Na de vloedgolf is op 28 september 2008 de vegetatie uit de kuststrook verdwenen en is deze zone bruingetint (boven). Satelliet: Terra. Instrument: ASTER. Bron: NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS, and U.S./Japan ASTER Science Team. |
