Infrageluid meet verandering stratosfeer
11 februari 2010 - Infrageluid opgewekt door oceaangolven kan een
drastische verandering in de stratosfeer als gevolg van plotselinge
opwarming aantonen. Meetinstrumenten die vanwege de controle van het
kernstopverdrag onhoorbaar infrageluid meten, laten namelijk ook
temperatuurveranderingen van 50 graden Celsius en wisselende winden op
grote hoogtes zien. Deze remote sensing techniek kan hierdoor naast
het traceren van kernbomproeven ook gebruikt worden voor
klimaatonderzoek.
Metingen infrageluid van januari en eerste helft februari 2009.
Oceaangolven in de Atlantische en Grote Oceaan wekken continue
infrageluid op, zogenaamde microbaromen. De reguliere frequentie van
dit onhoorbare geluid is 0.2 Hz en reist over afstanden van duizenden
kilometers. Signalen worden wereldwijd gedetecteerd op infrageluid
arrays die ter verificatie van het kernstopverdrag geïnstalleerd zijn.
Wind en temperatuur in de stratosfeer (tussen 10 en 50 km hoogte) zijn
bepalend voor de voortplanting van dit geluid.
Vorig jaar januari was er in de metingen een drastische verandering te
zien in de richting waar het infrageluid vandaan kwam. Infrageluid
arrays op Groenland en in Alaska gingen plots infrageluid van de
Atlantische Oceaan meten in plaats van de Grote Oceaan. Dit bleek
samen te hangen met een `Sudden Stratospheric Warming' (SSW). Hierbij
neemt de temperatuur in de stratosfeer - rond 20 km hoogte - met
enkele tientallen graden Celsius toe in slechts enkele dagen.
Tegelijkertijd vermindert de wind in sterkte of verandert van
richting.
Deze wind - de polaire vortex - is normaliter gedurende de winter op
het noordelijk halfrond van west naar oost gericht en kan sterktes van
meer dan 540 km per uur bereiken op 50 km hoogte. Een SSW is een van
de meest dramatische veranderingen in de stratosfeer en de invloed op
het weer en het klimaat is een onderwerp van onderzoek.
KNMI-onderzoekers hebben hun bevindingen gepubliceerd in het artikel
"The infrasonic signature of the 2009 major Sudden Stratospheric
Warming" in Geophysical Research Letters. Hierin laten de auteurs,
Läslo Evers en Peter Siegmund, zien hoe passieve metingen van
infrageluid aan het aardoppervlak gebruikt kunnen worden om
veranderingen in de stratosfeer te volgen.
De metingen van infrageluid kunnen zodoende als remote sensing
techniek dienen om atmosfeermodellen te valideren en geven ze mogelijk
nieuwe informatie over stratosferische winden en temperaturen. Actuele
observaties van de hoge stratosfeer zijn namelijk schaars of moeilijk
te valideren.
Ook voor de verificatie van het kernstopverdrag is deze studie van
belang. Het detecteren van infrageluid van een nucleaire test is sterk
afhankelijk van de staat van de stratosferische winden en
temperaturen.
Uitleg bij figuur
De grafieken geven aan uit welke richting infrageluidobservaties van
oceaangolven komen gedurende januari en de eerste helft van februari
in 2009. Een richting van 0 graden betekent dat de bron zich ten
noorden van de meetopstelling bevindt en 90 graden ten oosten. De
linker grafiek geeft de resultaten voor IS18 op Groenland weer; de
rechter grafiek die van IS53 in Alaska. De doorgetrokken zwarte lijn
geeft de richting naar bronnen op de Atlantische Oceaan (in het
oosten) ten opzichte van het array. De zwarte onderbroken lijn
correspondeert met de Grote Oceaan (in het westen). De windrichting op
50 km hoogte nabij de meetopstelling wordt door de donkergroene lijn
weergegeven en volgt uit analyses van weermodellen van het ECMWF.
Eerste uitgave: 11-02-10
Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut