NWO-gelden onderstrepen belang onderzoeksfaciliteit KNMI

Het Bestuur van NWO heeft tien projecten in de Nationale Roadmap voor Grootschalige Wetenschappelijke Infrastructuur gehonoreerd, voor een totaalbedrag van €138 miljoen. Vandaag reikte OCW-minister Van Engelshoven de tien Roadmap-certificaten op het Science Park in Utrecht uit. Het KNMI participeert in twee projecten. Het Ruisdael Observatorium, waar het gaat om het meten van veranderingen in de atmosfeer, en EPOS-NL, over de Europese infrastructuur voor geologische wetenschappen, gevaren en hulpbronnen. De middelen voor de Nationale Roadmap Grootschalige Wetenschappelijke Infrastructuur maken de bouw of vernieuwing mogelijk van toponderzoeksfaciliteiten met een internationale uitstraling.

Het Ruisdael Observatorium

Toekenning: € 18.196.000
Consortiumpartners: TU Delft, Wageningen University & Research,  Universiteit Utrecht, Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu, Energieonderzoek Centrum Nederland, Vrije Universiteit Amsterdam, TNO Utrecht, Rijksuniversiteit Groningen, KNMI

‘Het weer’ is het resultaat van samenwerking van vele uiteenlopende factoren, zoals zonnestraling, de concentratie van broeikasgassen, luchtkwaliteit en -vochtigheid, bebouwing of begroeiing ter plaatse, windrichting, en met allerlei onderliggende en samenhangende natuurkundige en scheikundige processen. Dat maakt het opstellen van weersverwachtingen zo complex. 

Het Ruisdael Observatorium - naar de 17e-eeuwse schilder Jacob Ruisdael - gaat een landelijk dekkend meetnetwerk combineren met fijnmazige simulaties en de benodigde rekenkracht om gedetailleerde voorspellingen te kunnen gaan doen. Door de langdurige emissies van broeikasgassen, luchtverontreiniging en fijnstof is de atmosfeer structureel veranderd. Over wat er precies in de atmosfeer gebeurt - en hoe die verandert door de toevoeging van broeikasgassen - weten we nog (te) weinig. "De grote uitdagingen voor de atmosferische wetenschappen zijn om voorspellingen te kunnen doen op korte termijn, lokaal en heel gedetailleerd, en daarnaast hoe de atmosfeer er in de toekomst uit gaat zien.”, aldus professor Herman Russchenberg, hoogleraar atmospheric remote sensing, directeur van het TU Delft Climate Institute en trekker van het Ruisdael Observatorium. “Maar onze huidige modellen werken met blokken van een paar kilometer groot, terwijl de meeste atmosferische verschijnselen zich op veel kleinere schaal afspelen.” Dus worden er aannames gedaan over de toestand van de atmosfeer. Om daar vanaf te komen, zullen die kleinschalige fenomenen gemeten en gemodelleerd moeten worden, iets wat nu alleen voor sommige deelprocessen gebeurt.

Troposfeer

Voor de atmosfeer zelf gaat het Ruisdael Observatorium boven Nederland de thermodynamische grootheden meten als temperatuur, wind en vocht, maar ook de chemische samenstelling, waaronder broeikasgassen als CO₂ en uitlaatgassen en emissiegassen als stikstofdioxide, ammoniak en zwaveldioxide. Daaruit ontstaan aerosolen - stofdeeltjes - waaromheen zich wolkendruppels kunnen vormen. De resulterende wolken hebben weer invloed op straling. Ook de ondergrond zelf is belangrijk, vanwege de invloed die ook bodemvocht en -temperatuur hebben op het weer. De metingen zouden een meter onder de grond moeten beginnen en zo’n twaalf kilometer hoogte moeten bestrijken – de hele troposfeer dus, want dat is de laag van de atmosfeer die ons weer - en ons klimaat - bepaalt.

Fijnmazig landelijk dekkend meetnetwerk

Om al die diverse vakgebieden te kunnen combineren, is het Ruisdael Observatorium een samenwerkingsverband van vele uiteenlopende partijen. Het consortium bestaat uit onderzoekers van het KNMI, Universiteit Utrecht, Rijksuniversiteit Groningen, Vrije Universiteit, Wageningen University & Research, RIVM, TNO, ECN en TU Delft. Russchenberg en zijn collega’s willen toe naar een zeer fijnmazig landelijk dekkend meetnetwerk: een vast meetnetwerk, mobiele sensoren en uitgebreide grondstations leveren gegevens op over de fysische en chemische eigenschappen van de atmosfeer en zijn interactie met het aardoppervlak.

Nauwkeurige modellen en rekenkracht

Aan de modellenkant speelt hetzelfde probleem als aan de meetkant. Hoewel die een steeds hogere resolutie krijgen, zijn ze nog niet fijnmazig genoeg.

Ankerpunt van het Ruisdael Observatorium is oa de Cabauw meetlocatie, waar KNMI al ruim 45 jaar metingen doet ten behoeve van atmosferisch onderzoek

Een nieuwe rekenfaciliteit moet straks de geobserveerde gegevens real time in atmosfeermodellen kunnen verwerken. Doel van het Ruisdael Observatorium: een simulatie van de hele Nederlandse atmosfeer met een resolutie van 100x100 meter. Groot voordeel van zo’n nationale kaart van ‘Hollandse luchten’ is dat Nederland op een relatief klein oppervlak vele verschillende soorten landschappen, bebouwing, vegetatie  en weersomstandigheden kent. Er zijn dan ook uiteenlopende lokale lessen over weer en klimaat te leren, die ook internationaal goed toepasbaar zullen zijn.

Early Warning Centre

KNMI-hoofddirecteur Gerard van der Steenhoven vindt de toekenning van de subsidie voor het Ruisdael Observatorium een grote stap voorwaarts. “Deze grootschalige onderzoeksfaciliteit sluit heel goed aan bij de toekomstplannen van KNMI. Het maken van steeds betere weersverwachtingen, met name bij gevaarlijk weer dat vaak een lokaal karakter heeft. Maar ook bij de verdere verbetering  van klimaatmodellen om zo tot betere prognoses van het toekomstig klimaat te komen. Dit gaat gestalte krijgen binnen het Early Warning Centre, waar het KNMI de komende jaren aan wil werken”.

Een van de ankerpunten van het Ruisdael Observatorium is de Cabauw meetlocatie nabij Lopik waar het KNMI al meer dan 45 jaar metingen doet ten behoeve van het atmosferisch onderzoek. De KNMI-meetmast in Cabauw is een belangrijk podium waar onderzoekers uit de hele wereld gebruik van maken. Sinds 2002 is de samenwerking van wetenschappers die onderzoek doen in Cabauw geformaliseerd in het CESAR consortium. Dankzij het Ruisdael Observatorium kunnen de metingen op deze locatie verder uitgebreid worden door het toepassen van nieuwe meettechnieken.

Het weer trekt zich niets aan van landgrenzen en daarom organiseert de Nederlandse onderzoeksgemeenschap samen met andere landen ook onderzoek op Europese schaal. Het Ruisdael Observatorium past dan ook binnen twee grote Europese onderzoek infrastructuren: ICOS voor het onderzoeken en monitoren van broeikasgas emissies en ACTRIS voor het begrijpen en monitoren van aerosolen, straling en bewolking. In die zin is Ruisdael de Nederlandse bijdrage aan de Europese atmosferische onderzoek infrastructuur .