Het LIDAR-ceilometernetwerk van het KMI

Sinds 2014 beschikt het KMI over een netwerk van LIDAR-ceilometers, waarmee we de wolkenbasis en verticale profielen van atmosferische aerosolen kunnen meten. Figuur 1 toont een kaart van dit netwerk, dat geïnstalleerd werd om België zo goed mogelijk te bedekken en zo de sinds 2011 bestaande metingen van onze LIDAR-ceilometer in Ukkel te vervolledigen.

Oorspronkelijk werd de LIDAR-ceilometer ontworpen om de hoogte van de wolkenbasis te meten. Kennis van deze hoogte is onmisbaar voor de luchtnavigatie, maar ook voor de weervoorspellingen. Buiten het normale gebruik, laten de metingen van de LIDAR-ceilometer na behandeling ook toe om de hoogte van de menglaag vlakbij het aardoppervlak te bepalen. Het is in deze laag dat we de sterkste concentraties van deeltjes vinden, verdeeld op een homogene manier. Metingen van deze hoogte op verschillende plaatsen in België zijn van het grootste belang voor de opvolging van luchtvervuiling en de voorspelling van een vervuilingspiek.

Daarnaast is de LIDAR-ceilometer ook een belangrijk instrument voor het volgen en lokaliseren van aerosolwolken, die zich in het algemeen boven de menglaag bevinden. Deze vrij speciale wolken, meestal onzichtbaar voor het blote oog, kunnen van uiteenlopende oorsprong zijn. Ze kunnen bestaan uit assen uit vulkaanuitbarstingen zoals die van de Eyjafjallajökull in 2010, rook van bosbranden op verschillende duizenden kilometers van België of zand van de Sahara. Om de lokalisatie, de omvang en de eigenschappen van de deeltjes- of aerosolenwolken te bepalen, is een netwerk van LIDAR-ceilometers onmisbaar.

 

Figuur 1. Netwerk van reeds ge├»nstalleerde en nog in opbouw zijnde LIDAR-ceilometers in Belgi├ź.

Eerste detectie van een aerosolwolk door het netwerk van LIDAR-ceilometers van het KMI

Figuur 2 toont hoe het netwerk van het KMI een aerosolwolk boven België volgt. Deze wolk werd waargenomen op 30 en 31 juli 2014 en bestaat voornamelijk uit rook van belangrijke bosbranden die afgelopen zomer plaatsgrepen in het Noorden van Canada (Northwest Territories). Bij enkele zeer specifieke weersomstandigheden kan deze rook het westen van Europa bereiken, waaronder ook België. Dit is herhaaldelijk het geval geweest in de loop van de maand juli, en dus ook op 30 en 31 juli.

De beelden van figuur 2 tonen de komst van een rookwolk rond 16 uur(UTC) in Zeebrugge, voordat hij om 19 uur(UTC) Ukkel bereikt en om middernacht (UTC) Humain. Bij zijn aankomst en tijdens de ganse duur van zijn traject boven België, bevond het eerste deel van de rookwolk zich op een hoogte van ongeveer 2,5 km. De achterkant van de wolk bevond zich veel lager dan het voorste deel (tussen 0,5 en 1 km). Dit is in het bijzonder goed zichtbaar in Ukkel, met een zeer duidelijke loskoppeling tussen de wolk en de menglaag. Deze scheiding kenmerkt zich door de aanwezigheid van een (blauwe) (1) luchtlaag tussen de rookwolk en de menglaag (2), arm aan deeltjes/aerosolen. In Humain wordt de doortocht van de achterkant van de rookwolk verstopt door de aanwezigheid van mist (3). Deze rookwolk had gelukkig geen enkele weerslag op de gezondheid of op onze dagelijkse activiteiten.

 

Figuur 2. Beelden van de LIDAR-ceilometer in Zeebrugge, Ukkel en Humain gemaakt om 7u50(UTC) op 31 juli 2014. In de linkerkolom, de laatste 24 uur (resolutie 1 uur) van de metingen tussen 0 en 15 km hoogte (boven zeeniveau). In de middelste kolom, de laatste 24 uur (resolutie 1 uur) van metingen tussen 0 en 3 km hoogte. In de rechterkolom, de laatste 4 uur (resolutie 5 minuten) van metingen tussen 0 en 4 km hoogte. De kleurencode van de beelden vertegenwoordigt de intensiteit van het zogenaamde backscattersignaal, gemeten door de LIDAR-ceilometer.

Integratie van het KMI-netwerk op Europees niveau

Om aerosolwolken beter te kunnen volgen, is het essentieel een groter gebied dan alleen België te bedekken. Hierdoor kunnen we de komst van een potentieel risicovolle aerosolwolk anticiperen. In dit kader zagen in 2013 twee Europese projecten (E-PROFILE et TOPROF) het daglicht, die wetenschappelijke onderzoekers van verschillende meteorologische onderzoeksinstituten samenbrengen. Hun doel is de metingen van de verschillende bestaande of toekomstige netwerken van Europese LIDAR-ceilometers te coördineren, uit te wisselen en te centraliseren. Het KMI neemt actief deel aan deze twee projecten die, in de nabije toekomst, zullen toelaten om stofwolken beter te kunnen volgen, en meer in het bijzonder vulkaanassen op Europees niveau.