We zijn niet anders gewend dan dat TomTom de weg wijst en dat de
weerman vertelt of het later vandaag bewolkt wordt of zonnig. Waar
we meestal niet bij stilstaan, is de foutmarge in beide
toepassingen. Lindenbergh: "Satellietnavigatie in de auto is tot
een paar meter nauwkeurig. Het kastje op je dashboard weet niet of
je op de hoofdrijbaan zit, of op de ventweg ernaast. Datzelfde
geldt voor de heel moeilijk te voorspellen onweersbuien. Zelfs de
beste weerman kan je niet vertellen of de hoofdact van het
muziekfestival Pinkpop in het water valt door een onweersbui."
Verstrooid
Waterdamp is de spelbreker. GPS-satellieten sturen radiosignalen
naar de aarde. Die raken verstrooid of vertraagd door waterdamp in
de atmosfeer. Hetzelfde geldt voor de signalen van het instrument
ASAR aan boord van de Europese aardobservatiesatelliet Envisat. Dit
radarinstrument stuurt signalen naar de aarde om ze even later weer
op te vangen. Op de heen- én de terugweg wordt het signaal
beïnvloed door waterdamp in de atmosfeer. Met afwijkingen tot
gevolg in metingen van oceaanstromen, ijskappen en de topografie
van landmassa's.
Lindenbergh gebruikte een ander instrument op Envisat, de Medium
Resolution Imaging Spectrometer (MERIS), om te onderzoeken hoe
waterdamp in de atmosfeer verdeeld is. Met behulp van gegevens uit
twee golflengtegebieden wordt een schatting gemaakt van de
hoeveelheid waterdamp die zich tussen de satelliet en de aarde
bevindt. "Hoeveel waterdamp op elke willekeurige hoogte zit, kunnen
we niet zien. Maar hier geldt: beter dat we iets weten, dan dat we
niets weten."
GPS-stations
Een tweede manier om waterdamp te meten, is met
GPS-grondstations. Door de positie van de verschillende
GPS-satellieten, de hoogte van het grondstation en de vertraging in
het signaal mee te wegen, ontstaat een kaart van de
waterdampverdeling in de atmosfeer. Lindenbergh gebruikte naast
MERIS 25 GPS-stations in heel Nederland. Zulke kaarten zijn minder
gedetailleerd dan de MERIS-kaarten, maar wel actueler. Ze leveren
continu meetgegevens, terwijl MERIS er drie dagen over doet om de
hele aarde één keer helemaal in kaart te brengen.
"Dankzij dit onderzoek zijn we in staat om de nauwkeurigheid van
de GPS- en ASAR- metingen te verbeteren met MERIS-data. En
omgekeerd kunnen we MERIS verbeteren met behulp van de
GPS-gegevens", aldus Lindenbergh. 'Het is voor het eerst dat we de
distributie van waterdamp vanuit twee gezichtspunten in kaart
hebben gebracht: zowel vanaf de grond, als vanuit de ruimte.'
Klimaatonderzoek
De nauwkeuriger waterdampgegevens komen niet alleen de
meteorologie en satellietnavigatie ten goede. Klimaatonderzoekers
zitten erom te springen, want waterdamp is het belangrijkste
broeikasgas in de atmosfeer. Daarnaast zijn veel landmeetkundige
toepassingen tegenwoordig gebaseerd op satellietmetingen. Gebouwen,
gaswinninglocaties en dijken worden vanuit de ruimte gemonitord.
Lindenbergh: "Onze methode om waterdamp uit satellietdata te
schatten kan in veel verschillende toepassingen worden gebruikt.
Met als gevolg aanzienlijk nauwkeurigere gegevens."