Hoofdstuk 1 van Kees Floor: 'Het weer op satellietbeelden', Elmar, Rijswijk 2005
Hoofdstuk 1 van Kees Floor: 'Het weer op satellietbeelden',
Elmar, Rijswijk 2005
Begin jaren zestig van de vorige eeuw werden de eerste
weersatellieten in een baan rond de aarde gebracht. Als de televisiecamera op
de rondtollende satelliet toevallig even de aarde in beeld kreeg, steeg in de
controlekamers een luid gejuich op. De weinig gedetailleerde zwart-witbeelden
lieten in de dampkring en op het aardoppervlak dan ook verschijnselen zien die
niet eerder op een dergelijke manier in beeld waren gebracht.
Inmiddels zijn
we bijna vijftig jaar verder. Het aantal instrumenten op de satellieten is uitgebreid,
het gaat niet meer uitsluitend om toepassingen in de weerkunde, de beelden zijn
aanzienlijk scherper en de laatste vijf jaar deels zelfs in 'ware kleuren'. Of
de aarde in beeld komt, is geen verrassing meer; de sensoren van de satelliet
zijn onafgebroken op de aarde gericht en de tijden waarop men nieuwe beelden van
de aarde en de atmosfeer mag verwachten, zijn ruim van tevoren bekend. Wat daarop
te zien is, blijkt vaak nog wél onverwacht. De schitterende opnamen weten
steeds weer te boeien en stellen ons in staat te genieten van verschijnselen waarvan
onze ouders en voorouders geen weet hadden en van vergezichten waarop zij geen
zicht hadden.
 |  |  |
| 1. Satellietbeeld van Nederland en wijde omgeving in ware kleuren, afkomstig van de Amerikaanse satelliet Aqua. Het land heeft diverse tinten bruin en groen; zeewater is donkerblauw. Bewolking is wit, evenals de sneeuw boven Scandinavië. Links op het beeld ontbreekt de donkere tint van het zeewater. Daar is de lucht verontreinigd met onder andere saharastof. De rode punten markeren branden; in een aantal gevallen is de bijbehorende rookpluim zichtbaar. Bruine tinten in de kustwateren duiden op sediment. Groene tinten op zee hangen samen met algenbloei. Middagbeeld van 18 april 2003. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team. |
| 5. Mist op de Noordzee reikt tot aan de Waddeneilanden. Datum: 26 maart 2003. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team. |
Satellietbeelden
Dit
boek geeft talrijke voorbeelden van satellietbeelden, steeds voorzien van uitleg
over wat erop is te zien en waarom. Het is een excursie langs gewone en uitzonderlijke
gebeurtenissen die zich waar ook op aarde of in de dampkring voordoen. Het bekendst
zijn de verschijnselen die geregeld genoemd worden in de weeroverzichten van televisie
en dagbladen: de depressies, de fronten en de hogedrukgebieden. Daarna komen kleinschaliger,
maar niet minder indrukwekkende, soms zelfs verwoestende weersystemen aan bod,
zoals tropische cyclonen, zomerse onweersstoringen en winterse depressies in koude
lucht. In die koude lucht zijn verder geregeld patronen met langgerekte koordwolken
en met celvormige bewolking zichtbaar, die zich voordoen boven relatief warm oceaanwater
en boven opgewarmd land. De langgerekte koordwolken kunnen ook ontstaan boven
meren en randzeeën, zoals de Grote Meren in de Verenigde Staten, de Oostzee
en de Noordzee. Vulkanische eilanden geven de luchtstroming boven de oceaan vaak
een verrassende draai. Achter de eilanden ontstaan boeggolven, zoals bij schepen.
Ook treden er op die plek vaak langgerekte wolkenpluimen en zelfs schitterende
wervelpatronen op. De invloed van grootschaliger gebergten op de luchtstroming
in de atmosfeer is geregeld uit de satellietbeelden af te lezen; er vormt zich
achter die bergen een soort ribbelpatroon dat sterk doet denken aan een wasbord.
De atmosfeer bevat meer dan lucht en wolken alleen. Woestijnzand kan duizenden
kilometers worden meegevoerd, zodat bijvoorbeeld Saharastof tot in Nederland kan
doordringen om daar extra wasbeurten voor de auto noodzakelijk te maken. Ook as
van vulkanen kan lange reizen maken en onderweg grote hinder opleveren voor het
vliegverkeer. Vrijwel altijd is er wel ergens brand; de rook en later het verbrande
gebied worden op satellietbeelden vastgelegd. Zelfs heiigheid, die ontstaat als
een hogedrukgebied het weer bepaalt en vaak een gevolg van luchtverontreiniging
door wegverkeer en industrie, is met de huidige generatie satellieten duidelijk
in beeld te brengen. Verder laat het vliegverkeer soms zijn sporen achter op satellietbeelden,
vooral als de weersomstandigheden zodanig zijn dat de vliegtuigwolken zich geruime
tijd kunnen handhaven. Minder bekend dan de vliegtuigsporen zijn de scheepswolken
die af en toe de aanwezigheid van schepen onder een wolkendek boven de oceaan
verraden.
Op een onbewolkte oceaan is overigens ook veel te zien. Satellietbeelden
tonen geregeld weerspiegelingen van zonlicht in het oceaanwater, dat daardoor
lichter van tint wordt. Uit onregelmatigheden in het patroon van spiegeling zijn
soms weer andere verschijnselen af te leiden, zoals verschillen in windsnelheid
bij het oceaanoppervlak, het optreden van inwendige golven in de oceaan of de
aanwezigheid van ondiepten en banken in zee.
De doorgaans diepblauwe kleur
van de oceaan kan ook door andere verschijnselen dan zonneglinstering veranderen.
Boven ondiepten is de tint soms helder lichtblauw. De aanwezigheid van eencellige
plantaardige organismen in de oceaan, het zogeheten fytoplankton, geeft aanleiding
tot groene of zeegroene tinten. Als de bacteriën het afgestorven fytoplankton
afbreken, gebruik maken van zwavel, wordt het uiterlijk van het zeeoppervlak melkgroen.
Slib en zand dat door rivieren naar zee wordt gevoerd, geeft de kleur van de zee
langs de kust een bruinige tint.
Satellieten
Alle genoemde verschijnselen
zijn met de nu actieve satellieten tot in detail vastgelegd op kleurrijke satellietbeelden,
waarvan verderop een groot aantal wordt afgedrukt en beschreven. De meeste beelden
tonen de aarde en de atmosfeer in ware kleuren. Ze zijn afkomstig van de modernste
Amerikaanse satellieten, de Terra (1999) en de Aqua (2003) (beeld 1) en van een
voorloper van deze satellieten: de Seastar (1997). Daarnaast zijn er beelden van
NOAA-satellieten opgenomen waarbij de kleuren een resultaat zijn van de bewerking
die de satellietinformatie heeft ondergaan op het ontvangststation (beeld 2).
Op dergelijke beelden is het landoppervlak gewoonlijk groen, de zee blauw, hoge
bewolking wit en lagere bewolking soms geel; dergelijke tinten kunnen overigens
alleen worden gerealiseerd op beelden van het door de zon beschenen deel van de
aarde. De beelden zijn eenvoudig te interpreteren, maar de kleuren zijn dus niet
'echt'.
De satellieten bevinden zich op een hoogte van 750-850 km. We moeten
ons dus in die positie denken bij de start van de denkbeeldige excursie over de
aarde en bij het bekijken van de beelden. De satellieten komen eenmaal of enkele
malen per dag over; hun banen lopen min of meer over de polen. Elke dag schuift
de baan een beetje op, zodat de satelliet steeds rond dezelfde tijd overkomt en
de belichting van het aardoppervlak van dag op dag gelijk blijft. De meetinstrumenten
van de satellieten brengen een brede strook in beeld aan weerszijden van het pad
dat ze volgen of, preciezer gezegd, aan weerszijden van de projectie van de baan
op het aardoppervlak. Bij sommige beelden is te zien dat ze zijn samengesteld
uit stroken afkomstig van verschillende omlopen (beelden 2, 3 en 4). Door het
tijdsverschil tussen de overkomsten sluiten de verschillende onderdelen van het
beeld niet precies aan; de atmosfeer staat in de tussentijd namelijk niet stil!
Het tijdsverschil bedraagt ruim anderhalf uur bij combinatie van gegevens van
een en dezelfde NOAA-satelliet en enkele uren als data van Terra-ochtendbeelden
en Aqua-middagbeelden gecombineerd worden.
 |  |
| 3. Stof uit de Sahara is op 10 januari 2005 onderweg naar het Caribische gebied. Het beeld in ware kleuren is samengesteld uit meetgegevens van drie opeenvolgende omlopen van de satelliet Terra. Per omloop is een strook in beeld van ongeveer 2300 km breed. Eerst kwam Afrika in beeld; de linkerstrook is het recentst. Bron: NASA Earth Observatory |
|
Aardoppervlak
en bewolking
De belangrijkste 'bestanddelen' van een satellietbeeld zijn
het aardoppervlak en de eventueel daarboven aanwezige bewolking. Al op de beelden
van de eerste weersatellieten waren dit duidelijk te onderscheiden zaken. In onbewolkte
gebieden is de grens tussen land en zee markant aanwezig. Grote meren, besneeuwde
bergen en verschillen in vegetatie of landgebruik zijn steeds goed terug te vinden
geweest, maar vroeger uiteraard niet met het detail dat thans bereikt kan worden.
De
bewolking die op de satellietbeelden zichtbaar is, is gewoonlijk een resultaat
van stijgende luchtbewegingen. Opstijgende lucht koelt namelijk af en kan daarbij
verzadigd raken voor waterdamp, dat er altijd wel in voorkomt. In de verzadigde
lucht treedt condensatie op; er vormen zich druppels die gezamenlijk bewolking
vormen.
Stijgbewegingen treden op in drie verschillende situaties. Soms wordt
lucht gedwongen op te stijgen tegen gebergten; dan raakt het bewolkt aan de kant
van het gebergte waar de wind vandaan komt. Stijgende luchtbewegingen worden ook
aangetroffen in lagedrukgebieden en aan de scheidingsvlakken tussen luchtsoorten
met verschillende eigenschappen, de zogeheten fronten. Het gaat dan om grootschalige
processen die aanleiding geven tot grote pakketten gelaagde bewolking. Tenslotte
doen zich ook stijgende luchtstromingen voor in koude lucht boven warmer zeewater
of boven een door de zon opgewarmd landoppervlak. Onder dergelijke omstandigheden
vormen zich stapelwolken, die zich doorgaans ordenen in koordwolken of in cellen.
Mist
is op satellietbeelden eveneens goed terug te vinden (beelden 2 en 5). Het is
laaghangende bewolking waarvan de onderkant op het aardoppervlak rust. Mist ontstaat
boven land bijvoorbeeld tijdens nachtelijke afkoeling. Ook in warme lucht boven
koud zeewater, bevroren grond of een wegsmeltend sneeuwdek, vormt zich doorgaans
mist.
De afbeeldingen in deze uitgave tonen talrijke voorbeelden van bewolking
en mist; ze laten daarin vaak kleinere structuren zien die eigenaardigheden in
het patroon van luchtstromingen verraden.
Terug naar inhoudsopgave.