Storm in een zeepbel

Een orkaan (onder) heeft best wat weg van een zeepbel met een draaikolkje erin, de kleurrijke foto bovenaan. Dat biedt mogelijkheden om het grillige pad van een orkaan te voorspellen, onthulden Franse onderzoekers deze week.


Orkanen ontstaan boven de tropische oceaan en verplaatsen zich met de passaatwinden rond de evenaar een paar honderd kilometer per dag naar het westen. Dankzij satellieten weten we tegenwoordig precies waar een orkaan zich bevindt, maar het pad kan grillige bochten maken. Vervelend, want met het oog op eventuele evacuaties is het van het grootste belang te weten waar de orkaan aan land zal aan.


Vandaag de dag worden orkanen gewoon meegenomen in de modellen waarmee supercomputers weersverwachtingen uitrekenen. Helaas zijn die modellen niet goed genoeg om het exacte pad van een orkaan een paar dagen vooruit te voorspellen. Daarom laten meteorologen het model tientallen malen draaien, telkens vanuit een iets andere begintoestand van de atmosfeer. Dat levert een takkenbos ('ensemble') van mogelijke paden op, met de steel op de locatie van de orkaan 'nu', uitwaaierend naar de toekomst.


In Nature Scientific Reports beschrijven Franse onderzoekers deze week een nieuwe methode om de grenzen te berekenen van het gebied waarbinnen die takkenbos zal liggen.


Daar hebben ze geen supercomputer voor nodig; ze nemen aan dat een orkaan te vergelijken is met een microscopisch stofdeeltje in een vloeistof, of een draaikolkje op een grote zeepbel.


De zeepbel op de bovenste foto ligt op een verwarmde plaat - de warme evenaar - zodat voortdurend vloeistof in de dunne laag opstijgt. Soms ontstaat daarbij spontaan een draaikolkje. Het Franse team, onder leiding van Hamid Kellay van de Université de Bordeaux, gaat ervan uit dat het draaikolkje zich in principe in een rechte lijn voortbeweegt, ware het niet dat het telkens duwtjes krijgt van de turbulentie in de omringende vloeistof, waardoor het op grillige wijze van zijn pad afwijkt.


De wiskunde achter deze zogeheten Brownse beweging is meer dan een eeuw oud - Einstein was er de grondlegger van. Het Franse team paste een algemenere variant van deze Brownse beweging toe op de zeepbel met zijn draaikolkjes. Het gaat om statistiek: de gemiddelde afwijkingen van het rechte pad zijn exact te berekenen, niet de paden zelf.


Daarna testten de onderzoekers hun model door het toe te passen op de paden van honderden echte orkanen uit het verleden. En met succes: het simpele model van Kellay en zijn collega's blijkt de grenzen aan te geven waarbinnen de orkaan de volgende twee à drie dagen zal blijven. Die grenzen blijken bovendien de takkenbos uit de supercomputers keurig in te sluiten.


Geen reden overigens om met de computersimulaties op te houden. Maar het model is nuttig als snelle check op de computerresultaten, en veel sneller te updaten met de laatste gegevens over de positie van de orkaan.


Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden