De onhoorbare symfonie in kaart

Door het meten van onhoorbaar geluid zijn onder meer ongeoorloofde kernbomproeven te signaleren. Maar volgens KNMI-onderzoeker drs. Läslo Evers is met dit zogenoemde infrageluid ook een beter beeld te schetsen van de hogere atmosfeer.

Evers promoveerde op 4 november op dit onderwerp aan de TU Delft. Geluid met een frequentie onder de 20 Hz is voor mensen niet meer hoorbaar. Voor wetenschappers is dit ‘infrageluid’ echter zeer interessant. Bronnen van infrageluid zijn veelal groot en krachtig, zoals meteoren, explosies, oceaangolven, onweer, vulkanen, lawines, aardbevingen en kernbomproeven.Infrageluid wordt gemeten met arrays (series) van zeer gevoelige microbarometers. TU-promovendus Läslo Evers, werkzaam bij het KNMI, verbeterde het hele traject van meten, analyseren en interpreteren van dit infrageluid. De grote uitdaging is daarbij om afzonderlijke geluiden van elkaar te onderscheiden en de bronnen te identificeren.

Kernstopverdrag
Grote explosies in de nabijheid zijn gemakkelijk te herkennen, bijvoorbeeld de ontploffing in 2005 van een brandstofdepot vlakbij Londen. Evers zag thuis op zijn computerscherm opeens een enorme piek boven de ruis uitsteken. Hij wist toen direct dat er iets groots was gebeurd in Engeland.

Maar de belangrijkste toepassing van zijn werk is het signaleren van bovengrondse kernbomproeven. Het KNMI helpt mee aan de handhaving van het kernstopverdrag uit 1996, dat ondertekenaars verbiedt om kernbomproeven te doen. Op vijf plaatsen in Nederland staan inmiddels tientallen microbarometers opgesteld.

Omgekeerd
Om de analysemethoden nog verder te verfijnen, is vooral meer kennis nodig over de wisselwerking tussen dampkring en infrageluid. De temperaturen en windsnelheden op vijftig à honderd kilometer hoogte, kunnen namelijk een vertekend beeld opleveren.

Dit analyseproces is ook om te draaien. Evers wil informatie uit infrageluid daarom gaan gebruiken om de hogere atmosfeer nauwkeuriger in beeld te brengen. Hij gaat hier onderzoek naar doen met de vakgroep Acoustic Remote Sensing van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft.

*Toelichting bij figuur
De voortplanting (propagatie) van infrageluid door een zomerse atmosfeer in De Bilt voor een bron aan het aardoppervlak (op positie 0). Het infrageluid volgt de stralenpaden door de atmosfeer en buigt terug naar het aardoppervlak. Dit gebeurt in de stratosfeer, rond 40 km hoogte, en in de thermosfeer, vanaf 100 km hoogte, als gevolg van een toename in de propagatiesnelheid (Ceff). Zowel de wind als de temperatuur op grote hoogte hebben invloed op de propagatie. Stratosferische aankomsten (Is) worden alleen westwaarts voorspeld omdat de polaire vortex, een zeer sterke wind op 50 km hoogte, in de zomer westwaarts gericht is. Thermosferische aankomsten (It) worden in alle richtingen berekend ten gevolge van de temperatuurtoename op deze grote hoogtes.