CWI ontwikkelt wiskundige beschrijving voor wolkenvorming

Wolken spelen een belangrijke rol in weer en klimaat, maar zijn vanwege hun chaotische aard lastig om in voorspellingen mee te nemen. CWI-onderzoeker Jesse Dorrestijn heeft een nieuwe wiskundige vorm voor wolken ontwikkeld om te gebruiken in klimaatmodellen en weersverwachtingen. Dorrestijn deed zijn onderzoek aan het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI), in samenwerking met het KNMI en TU Delft. Op donderdag 8 september verdedigt hij zijn proefschrift aan de TU Delft.

 

“De Russische wiskundige Andrei Markov (1856-1922) had nooit kunnen vermoeden dat zijn Markovketens ruim een eeuw later gebruikt zouden worden voor weer- en klimaatmodellen.” Dat zegt Jesse Dorrestijn, die kans heeft gezien om op basis van wetenschap uit een ver verleden het proces van wolkenvorming beter in de modellen te beschrijven.


Wolkenvorming
De vorming van wolken die ontstaan onder invloed van warmte (convectieve bewolking) is een zwakke schakel in de weermodellering. Het ontstaan van wolken is een uiterst ingewikkeld proces. Er bestaan tal van overgangssituaties waarin het net wel of juist niet tot wolkenvorming komt. Dorrestijn heeft op basis van de Markovketens een nieuwe methode ontwikkeld waarin die kritische overgangssituaties worden beschreven. Met zijn methode berekent hij kanspercentages voor de vorming van wolken op een bepaalde locatie onder wisselende omstandigheden. Daarmee wordt het toeval van wolkenvorming op een natuurlijker manier in de modellen beschreven.


Waarneemdata uit Australië
Voor de ontwikkeling van het weermodel heeft Dorrestijn gebruik gemaakt van vele gigabytes aan waarneemdata afkomstig van de regenradar in Darwin, Australië.  Het gebruik van dergelijke data leidt tot een verbetering van de weer- en klimaatmodellen waarmee wolkenvorming wordt voorspeld.  Dat geldt niet alleen voor het klimaat in Australië, maar voor elk klimaat in de wereld. Wolken die uit kunnen groeien tot buien kunnen met name in de tropen zorgen voor  een flinke plens regenwater. Zowel voor de weersvoorspellingen nationaal en internationaal als voor klimaatonderzoek is het accuraat weergeven van wolken in weermodellen van groot belang.

 

Dit onderzoek is uitgevoerd in de Scientific Computing group van het CWI onder begeleiding van prof. dr. Daan Crommelin (CWI/UvA) en prof. dr. Pier Siebesma (TU Delft/KNMI). Het is gefinancierd via het programma ‘Feedbacks in the Climate System’ van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).

 

Afbeelding: Jannes Wiersma via KNMI