Kees Floor, Zenit september 2013. Reacties: 1
Op satellietbeelden kan het transport van Saharazand goed worden gevolgd.
Het zand legt soms grote afstanden af en bereikt af en toe Scandinavië,
het Caribisch Gebied of zelfs het Amazonegebied. De tint van het zand wordt
op beelden in natuurlijke kleuren boven zeewater soms ook beïnvloed door
reflecties van zonlicht in het water.
Uiteindelijk valt het zand weer terug naar het aardoppervlak of het wordt ingevangen
door regen en zo uit de dampkring verwijderd. Het zand geeft de regen in een
uitzonderlijke gevallen een rode tint. In vroeger tijden zag men dergelijke
bloedregen als een onheilspellend voorteken.
De atmosfeer is meer dan een verzameling gassen. Hij bevat talrijke vaste deeltjes, zoals zand, stof en rook. In de meteorologie noemt men de verzameling van dergelijke deeltjes, die overal in grote concentraties in lucht aanwezig zijn, het atmosferisch aerosol. Metingen geven aan dat woestijnen en andere droge gebieden, die gezamenlijk een derde deel van het landoppervlak beslaan, een belangrijke leverancier vormen van aerosoldeeltjes. Het gebied van de Sahara en de Sahel is van al die streken de grootste stofbron; andere bronnen zijn bijvoorbeeld Midden-Azië, het Arabisch Schiereiland, Australië en het zuidwesten van de Verenigde Staten.
|
|
Stofstormen
Het stof wordt tijdens stofstormen van het aardoppervlak losgemaakt door de
wind; vooral in delen van de woestijn waar het zand vrij kan stuiven (figuur
2) verdwijnt er dan veel zand. Stofstormen komen ieder jaar voor en in ieder
jaargetijde. De minimaal vereiste windsnelheid voor het losmaken van het stof
van het aardoppervlak hangt onder andere af van de samenstelling, de structuur
en de vochtigheid van de bodem; de orde van grootte waaraan gedacht kan worden
is windkracht vier op de standaardhoogte voor windwaarnemingen, tien meter boven
het aardoppervlak. De diameter van de deeltjes die worden meegevoerd, loopt
sterk uiteen: van 0.1 tot 0.0001 millimeter. Het aantal stofdeeltjes kan in
de buurt van de brongebieden oplopen tot enkele duizenden per kubieke centimeter.
Een recent geval
Eind mei en begin juni van dit jaar was het Saharazand op satellietbeelden in
natuurlijke kleuren duidelijk zichtbaar boven onder andere het oostelijk gedeelte
van de Middellandse Zee. Op het beeld van 29 mei 2013 (figuur 1), gebaseerd
op meetgegevens van de Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)
aan boord van de Amerikaanse satelliet Terra, zien we dat zuidenwinden vanuit
de Libische en de Westelijke Woestijn in Egypte zand en stof doen uitwaaieren
over het overigens donker getinte zeewater. Behalve boven de Egeïsche Zee,
zweeft er ook stof boven de Ionische Zee, de Adriatische Zee en aanliggende
gebieden.
Boven zee is het zand doorgaans beter te volgen dan boven land; het contrast
met de ondergrond is er groter.
Er is echter nog een ander effect dat de tint van zeewater en de atmosfeer daarboven
lichter kan maken dan normaal, namelijk zonneglinstering. Zien we op het satellietbeeld
van 29 mei 2013 uitsluitend stof, of draagt in dit geval ook zonneglinstering
bij aan de kleur van zee en stof?
|
|
Zonneglinstering
Weerspiegelingen van zonlicht op zeewater nemen op satellietbeelden bij rustig,
maar niet geheel windstil weer de vorm aan van een brede, lichtgetinte band.
Het satellietbeeld van 27 mei 2013 (figuur 3) toont zo'n band, die loopt van
de kust van Libië en Egypte tot aan de wateren rond Griekenland. De golfoppervlakken
aan het lichtgolvend wateroppervlak vertonen allerlei oriëntaties; meestal
zijn er voldoende delen waarvan de oriëntatie geschikt is om het zonlicht
te weerkaatsen in de richting van de sensor op de satelliet. Als de wind wegvalt
is dat niet langer het geval; het zeeoppervlak is dan zo glad als een spiegel.
Windstil weer doet zich bijvoorbeeld voor in de kern of langs de as van een
hogedrukgebied. Soms weerkaatst het gladde zeeoppervlak het zonlicht, waarbij
een heldere vlek ontstaat op het water (niet afgebeeld). Meestal bevinden zon
en satelliet zich echter in posities die reflecties van zonlicht uitsluiten;
de zee heeft dan zijn gebruikelijke, donkere tint. Gebieden met een glad zeeoppervlak
leveren dan donkere vlekken op in de lichtgetinte zonneglinsteringsband. Dergelijke
donkere vlekken zijn op het satellietbeeld van 27 mei 2013 zichtbaar op de Libische
Zee ten zuiden van Kreta.
Nu we weten waar we op moeten letten, herkennen we ook in de stofsituatie van
twee dagen later (figuur 1) een band van zonneglinstering, die zich in dit geval
uitstrekt van de Golf van Sydra bij Benghazi, Libië tot aan de Albanese
kust. De donkere vlekken tussen Korfoe en Lefkas (uitvergroot in figuur 4) in
de door zonneschittering oplichtende strook vormen een extra aanwijzing voor
het optreden van zonneglinstering. Waar de tint van het zeewater in de Ionische
Zee lichter is dan de gebruikelijk, wordt dat dus in deze situatie veroorzaakt
door zowel zonneglinstering als door saharastof.
Aerosolindex
Satellieten kunnen met hun instrumenten het saharastof ook op andere manieren
in beeld brengen. Dat geldt bijvoorbeeld voor de vorig jaar gelanceerde Amerikaanse
satelliet Suomi-NPP. De satelliet is vooral bekend van het VIIRS-instrument
dat zowel overdag als 's nachts zichtbaarlichtbeelden levert. Daarnaast heeft
de Suomi-NPP onder andere ook een Ozone Mapping Profiler Suite (OMPS) aan boord.
De OMPS is in eerste instantie bedoeld voor het meten van ozonconcentraties
in de atmosfeer, maar uit de stralingsmetingen in verschillende golflengtegebieden
kan ook een aerosolindex bepaald worden. Deze index is een maat voor de hoeveelheid
saharastof, zand, rook of ander aerosol in de atmosfeer. In figuur 5 zijn de
OMPS-data van 29 mei 2013 geplot over een achtergrond met het satellietbeeld
van de MODIS op de satelliet Aqua. Het saharastof is in de OMPS-data duidelijk
terug te vinden. Figuur 1 blijkt slecht een klein deel te laten zien van wat
er in de Sahara allemaal aan de hand is. Er waait niet alleen saharazand vanuit
Libië en Egypte naar de naar de Balkan, maar ook vanuit noordwest Afrika
naar het westen, de oceaan op. De Canarische Eilanden en Kaapverdië krijgen
geregeld met het saharastof te maken en ook de oversteek van de oceaan blijkt
voor het zand geen probleem. De voorste begrenzing van het saharastof is op
29 mei reeds gearriveerd bij de Cariben. Overigens komt het stof niet alleen
terecht in het Caribisch gebied, maar kan het in andere gevallen zelfs gemakkelijk
het Amazonegebied bereiken.
De OMPS-data van 29 mei tonen ook aerosol dat zich zuidelijker boven Afrika
bevindt. In dit geval gaat het om rook van al dan niet aangestoken branden van
de vegetatie in het desbetreffende gebied.
Het beeld op de achtergrond van figuur 5 is opgebouwd uit brede stroken, gescand
tijdens opeenvolgende banen van de satelliet. Vooral op de banden links is weer
zonneglinstering te zien.
Bloedregen
Het Saharazand dat grote afstanden aflegt naar Europa (zie kader) of naar Amerika,
bevindt zich doorgaans op een hoogte van ongeveer 3 kilometer. De grotere zandkorrels
vallen het eerst naar beneden en komen dan terecht in het water, op de grond
of op het dek van schepen. Grondlegger van de evolutietheorie Charles Darwin,
die in de jaren dertig van de negentiende eeuw zijn reizen naar onder andere
de Galapagoseilanden ondernam, meldde reeds in zijn dagboek dat er in de havens
van de Canarische Eilanden geregeld rood stof op het dek van zijn schip, de
HMS Beagle, te zien was. Hij wist toen overigens nog niet waar het stof vandaan
kwam.
Het Saharastof kan ook worden ingevangen door regen en zo het aardoppervlak
bereiken. De regendruppels nemen dan de kleur aan van het zand: geel, bruin
of rood. Het verschijnsel draagt de onheilspellende naam bloedregen. Meldingen
ervan gaan terug tot de klassieke oudheid en de middeleeuwen.
Om bloedregen te kunnen zien, mag het niet te hard regenen; het woestijnzand
spoelt dan namelijk meteen weg. Vooral matige regen kan door zand gekleurde
tinten verkrijgen.
5. Zand en stof boven de Sahara en de Arabische woestijn, met uitlopers over de Atlantische Oceaan naar het westen, richting de Cariben, en over het oostelijk Middellandse zeegebied richting Balkan op 29 mei 2013. De aerosolindex, gebaseerd op metingen van de OMPS op de Amerikaanse satelliet Suomi-NPP, is geplot op een achtergrond van zichtbaarlichtbeelden van de MODIS op de Aqua. (Bron: NASA).
|
|
|
METEOSAT-beeld van dezelfde dag.
(Bron: EUMETSAT/Dundee University)).
|
Op 29 mei 2013 staken mijn vrouw en ik in een Klepper vouwkano
over van Meganisi naar Kalamos, eilanden ten oosten van Lefkas. We begonnen
uit een baai precies onder de zwarte gladde-zee plek in je Fig 4 waar we beschut
hadden gekampeerd omdat de dag er voor een zeiler ons had gewaarschuwd voor
harde oostenwind 's nachts. 's Morgens begreep ik niets van de enorme heiigheid,
dacht aan bosbranden op het vasteland. We zagen onder de 10 km oversteek eerst
alleen maar de toppen van Kalamos er vaag boven uitsteken. De foto (figuur 6)
is van halverwege. Toen we er waren was van het lage Meganisi achter ons niets
te zien.
Pas een paar dagen later hoorde ik van een winkelier op ons volgende eiland
(Kastos, dun in fig 4) dat het Saharazand was. Ik had beter moeten weten want
in mijn dozijn jaren met de Dutch Open Telescope op La Palma (Utrechtse zonnetelescoop)
heb ik daar heel wat Calima's meegemaakt. Bijna altijd wordt La Palma dan tot
de top toe snoeiheet door het wegvallen van de passaat en is de seeing door
de windstilte ook bijzonder slecht, te veel grondturbulentie omhoog tot bij
de spiegel.
Ik herinner me ook de windstilte van die morgen die je zo mooi in Fig 4 ziet.
Bij de oversteek hadden we wat meer deinig, met lichte wind, goed te zien op
mijn foto en ook kloppend met fig. 4.
Prof. dr. Robert J. Rutten
Figuur 6. Foto: Rob Rutten.
|
|