Hoofdstuk 17 van Kees Floor: 'Het weer op satellietbeelden', Elmar, Rijswijk 2005

Het aardoppervlak bestaat voor tweederde uit water. Geen wonder dat de kunstmanen die in een baan om de aarde zijn gebracht om haar onafgebroken te kunnen bestuderen, een veelheid van beelden genereren van zeeën en oceanen. De satellietfoto's tonen een minder eenzijdig beeld van al die grote wateroppervlakken dan je in eerste instantie wellicht zou verwachten. Dat komt doordat er in de oceaan, van alles aan de hand is. Bijgaande figuren geven een indruk van wat er zo al te zien is.

Als zonlicht invalt op het oceaanoppervlak, treden verscheidene effecten op die bekend zijn uit de optica. De belangrijkste daarvan zijn terugkaatsing, verstrooiing en absorptie. De terugkaatsing van zonlicht is gewoonlijk een weinig efficiënt proces, zodat er maar weinig licht van de oceaan de sensor van een satelliet kan bereiken. Absorptie verwijdert selectief bepaalde kleuren uit het licht, terwijl andere kleuren juist worden doorgelaten. Bij de verstrooiing zijn vooral deeltjes betrokken die in het water rondzweven, bijvoorbeeld aangevoerd door rivieren; de absorptie wordt vooral veroorzaakt door het chlorofyl van eventueel aanwezig fytoplankton. Het resultaat van de interactie tussen de verschillende optische processen is wisselend, en daarmee ook de tint en de kleur van de oceaan zelf. Doorgaans heeft helder oceaanwater op satellietbeelden een diepblauwe tint; het meeste licht dat vanuit de oceaan door watermoleculen wordt teruggestrooid is namelijk blauw van kleur. De blauwe kleur is onder meer duidelijk te zien op de Middellandse Zee in beeld 1. De diepblauwe tinten doen zich vooral voor in diep water; boven ondiepe banken kan de zee in helder water veel lichtere blauwtinten vertonen (beeld 2).
Oceaanwater kan echter meer bevatten dan alleen maar water. Soms aanwezig zand en slib doet het oceaanoppervlak het van tint veranderen. Dat gebeurt in de buurt van de kust, waar rivieren in zee uitkomen en waar het ondiepe water door getijwerking en stormen zo sterk in beroering wordt gebracht dat 'wolken' zand- en slibdeeltjes van de bodem omhoog komen en het wateroppervlak een bruinige tint doen aannemen. Dat is bijvoorbeeld te zien op beeld 3, waar door Myanmar (Birma) stromende rivieren sediment afvoeren naar de Indische Oceaan.

3. Door Myanmar (Birma) stromende rivieren voeren zand en slib naar de Indische Oceaan. Datum: 4 december 2002. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.	4. Algenbloei in de Barentszee ten noorden van Noorwegen. Datum: 19 juli 2003. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Fytoplankton
Een andere, veel belangrijker oorzaak van afwijkende kleuren van het oceaanoppervlak vormt fytoplankton. Fytoplankton is een verzamelnaam voor microscopisch kleine, eencellige planten in de oceaan. Het komt er in grote hoeveelheden in voor en vormt de basis van de voedselketen. Het dient als voedsel voor kleine visjes, maar ook voor sommige soorten walvissen. Grotere vissen eten de kleintjes en worden op hun beurt door vogels gegeten of komen terecht in de netten van vissers om vervolgens door de mens te worden verorberd.
Om te groeien heeft fytoplankton zonlicht, water en voedingsstoffen nodig. Het water vormt in de oceaan uiteraard geen probleem. Doordat het meeste zonlicht beschikbaar is aan het oceaanoppervlak, komt fytoplankton daar het vaakst voor. Net als bomen, planten en struiken op het vasteland, bevat fytoplankton de kleurstof chlorofyl die verantwoordelijk is voor een groene kleur. Chlorofyl wordt gebruikt voor de zogeheten fotosynthese, waarbij zonlicht benut kan worden als energiebron voor de plant. Deze energie is nodig om uit water en koolstofdioxide (CO2) koolwaterstoffen te verkrijgen die dienen als bouwstenen voor groei. Naast water en CO2, beide in ruime mate voorradig, zijn er echter ook nog andere voedingstoffen nodig om te overleven, zoals ijzer. Deze extra voedingsstoffen zijn vooral te vinden in gebieden met koud oceaanwater, waar voedselrijk oceaanwater uit de diepte omhoog komt in een proces dat 'opwelling' wordt genoemd. Ook dragen rivieren niet alleen water, maar ook voedingsstoffen naar de zee. Grote hoeveelheden fytoplankton worden dan ook vooral aangetroffen in gebieden met opwelling en in de buurt van de kust, waar rivieren op zee uitkomen.
Opwelling treedt onder andere op bij Afrika voor de kust van Namibië en bij Zuid-Amerika voor de kust van Peru. Als het oppervlaktewater voor de kust van Peru warmer is dan normaal, wordt de opwelling tegengewerkt en verdwijnt het fytoplankton, evenals de vis en de zoogdieren die ervan afhankelijk zijn voor hun voeding. Dergelijke perioden staan bekend als El Niño.
Ook al zijn afzonderlijke organismen microscopisch klein, toch kan het fytoplankton tijdens algenbloei immens gedijen en de kleur van het oceaanoppervlak zo sterk beïnvloeden dat het vanuit de ruimte kan worden waargenomen. Door de aanwezigheid van chlorofyl gaat het, afhankelijk van de fytoplanktonsoort, om groene of blauwgroene tinten. Het tintverschil wordt duidelijk door vergelijking van de waterkleur van de Middellandse Zee (blauw, weinig of geen fytoplankton) en de Zwarte Zee (algenbloei) in satellietbeeld 1. Fytoplankton leeft ongeveer twee dagen; daarna sterft het af en zinkt het naar de bodem. Daar worden de restanten afgebroken door bacteriën.

5. Zwavelpluim voor de kust van Namibië. Datum: 9 januari 2003. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.	6. Algenbloei op de Noordzee tussen Nederland en Engeland. Boven Noord-Duitsland, Nederland, België, Noord-Frankrijk, Engeland en Wales zijn wolkenstraten zichtbaar (zie hoofdstuk 6, Wolkenstraten). Rechtsonder is een wolkenpatroon met gesloten cellen (zie hoofdstuk 7, Celvormige bewolkingspatronen). De bewolking boven Ierland toont een ribbelpatroon (zie hoofdstuk 10, Wasbordpatroon in bewolking achter bergen en eilanden). Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.

Zwavel
Een gebied waar van tijd tot tijd door opwelling veel voedingstoffen aan het wateroppervlak komen, bevindt zich op de zuidelijke Atlantische Oceaan voor de kust van Namibië. Daar komt algenbloei dan ook geregeld voor. Soms treden echter afwijkende kleuren op; vergelijk bijvoorbeeld het melkachtig groen van beeld 5 met de tinten van de algenbloei in de Barentszee (beeld 4) en de Zwarte Zee (beeld 1). Dergelijke melkgroene tinten ontstaan als de bacteriën die zich ophouden bij de bodem en normaliter de restanten van het fytoplankton afbreken, alle zuurstof verbruikt hebben. De afbraak van de fytoplanktonresten wordt dan overgenomen door een andere bacteriesoort. Deze bacteriën maken bij het afbraakproces gebruik van een vorm van zwavel en hebben als bijproduct zwavelwaterstofgas (H2S). Aanvankelijk houdt het sediment op de bodem het gas nog vast. Als de opslagcapaciteit echter is uitgeput, ontsnapt het gas uit de zeebodem en stijgt op naar het wateroppervlak. Wanneer het gas in de bovenste lagen van de oceaan in een zuurstofrijkere omgeving terecht komt, wordt het deels omgezet in zwavel. De zwavel is geelwit van tint en veroorzaakt de melkgroene kleur op satellietbeeld 5. Naarmate het proces langer voortduurt, wordt de kleur groener, een combinatie van het geel van het zwavel en het blauw van het water.
De locale bevolking langs de kust van Namibië is gewend aan de incidentele rotte-eierenlucht van zwavelwaterstofgas, al blijft het gas giftig en de geur onprettig. De dieren en organismen die de zeebodem bevolken hebben echter een grote hekel aan de zuurstofarme omgeving met het stinkende en giftige H2S. De kreeften in dat gebied maken dat ze wegkomen en trekken soms massaal het strand op, waar ze door de plaatselijke bevolking gemakkelijk 'geraapt' kunnen worden. De tegelijkertijd optredende vissterfte maakt het foerageren voor de zeemeeuwen zeer eenvoudig.

Terug naar inhoudsopgave.