Figuur 1. Zaterdag 17 april 2010: het KNMI onder een strakblauwe hemel zonder enig spoor van vliegtuigactiviteit. Foto: Wouter Knap, KNMI.

Zaterdag 17 april 2010: een dag zonder vliegtuigstrepen

Het was vrijdag 16 april duidelijk zichtbaar in de metingen van de UV Lidar van de meetlocatie Cabauw: het vulkaanstof afkomstigvan de IJslandse vulkaan in de gletsjer Eyjafjallajökull. De dag erna bleek Nederland echter al weer in een relatief schoon gebied terecht te komen. Deze zaterdag was vanuit wetenschappelijk oogpunt een unieke dag: er was geen vliegverkeer waardoor een bron van atmosferische vervuiling afwezig was. Er waren ook geen vliegtuigstrepen aanwezig zodat de hemel prachtig blauw was. Nevenstaande foto toont de situatie bij het KNMI in De Bilt op deze bijzondere zaterdag.

Zondag 18 april 2010: testvlucht door vulkaanstof

Op zondag 18 april kwam er weer vulkaanstof de Nederlandse atmosfeer binnen. Dit was weliswaar “oud” stof, dat al enige dagen gecirculeerd had en waar de zware as uit verdwenen was. Toch was het stof overduidelijk zichtbaar in Cabauw met onze Lidar; dit is een soort radarsysteem dat niet met radiogolven maar met een laser werkt. Het teruggekaatste licht geeft o.a. aan hoe hoog in de atmosfeer zich stofdeeltjes of wolken bevinden (Figuur 2).
Figuur 2. Lidar-beeld van vulkaanstof boven Cabauw op zondag 18 april 2010. Het oranje gebied geeft de aanwezigheid van het stof aan. Metingen en figuur: Dave Donovan, KNMI.

Figuur 3. Contouren van de geschatte uitbreiding van het gebied met vulkanisch as op zondag 18 april.
Contouren van de geschatte uitbreiding van het gebied met vulkanisch as op zondag 18 april.
Meteorologen en onderzoekers van het KNMI zijn toen spoorslag naar de luchtverkeersleiding op Schiphol vertrokken om de uitgestrektheid van deze nieuwe stofwolk in kaart te brengen en hierover te rapporteren. Op basis van de Lidar-metingen in Cabauw en het MSG dust-product (een satellietbeeld waarop de verspreiding van stof te herkennen is) is door de meteoroloog in De Bilt de verspreiding van het vulkaanstof boven Nederland in kaart gebracht (Figuur 3). Inmiddels was de Cessna Citation (een klein straalvliegtuig; Figuur 4) van NLR/TUD beschikbaar gekomen om een verkenningsvlucht in het Nederlandse luchtruim uit te voeren. Hiermee is door en boven de stoflaag gevlogen en over de meetlocatie Cabauw. Dit heeft ons de unieke kans gegeven om met eigen ogen te zien of onze metingen vanuit Cabauw kloppen. Na de vlucht konden we concluderen dat onze data overeenkwamen met de werkelijkheid en daardoor betrouwbaar zijn.
Figuur 4. Schiphol, zondag 18 april 2010. De Cessna Citation van NLR/TUD wordt gebruikt voor een verkenningsvlucht door het Nederlandse luchtruim. Aan boord de KNMI-ers Wouter Knap en Daan Vogelezang. Foto: Wouter Knap, KNMI.

Figuur 5. De blauwe lijn geeft het pad aan van de verkenningsvlucht. Gebieden A en B geven de lokatie aan van het gebied met vulkanisch stof. Figuur: Arun Karwal, piloot NLR.
pad van de verkenningsvlucht

Figuur 5 laat het vluchtpad zien met daarin de geschatte uitgebreidheid van het stof-gebied. Van Schiphol naar Cabauw werd onder de stoflaag doorgevlogen; Cabauw werd gepasseerd op een hoogte van ongeveer 800 m. Voorbij Cabauw werd er geklommen door en tot boven de stoflaag, die prachtig zichtbaar was als een deken waardoor de grond nog amper zichtbaar was (Figuur 6). In het noordelijk gebied van het vluchtpad werd de grens van de stoflaag gepasseerd en was deze mooi zichtbaar als een “muur” aan de horizon. Visueel leek het stof erg op “gewoon” stof in een zomerse inversielaag in de buurt van industriële activiteit. De Lidar-metingen lieten echter een duidelijk signatuur van vulkanisch stof zien. Dit is gebaseerd op de polarisatiegraad van het lidar-signaal, die heel anders is voor de onregelmatige en scherpe vulkanische asdeeltjes dan voor de rondere industriële vervuiling.

Figuur 6. Uitzicht vanuit de Cessna op de laag vulkanisch stof. Hoogte ongeveer 9000 ft. Foto Wouter Knap, KNMI.
Uitzicht vanuit de Cessna op de laag vulkanisch stof.
Vlak voor zonsondergang werd het toestel weer veilig aan de grond gezet op een verlaten Schiphol en werd de Cessna onderworpen aan een visuele inspectie die niets bijzonders aan het licht bracht.

Maandag 19 april 2010: weinig tot geen vulkaanstof waargenomen
Op maandag 19 april kon de aspluim nabij IJsland op satellietbeelden nog steeds duidelijk waargenomen worden (Figuur 7).
Figuur 7. Meris beeld van IJsland en omgeving. De witte ijskap en de bruine pluim van vulkanisch materiaal zijn duidelijk zichtbaar. Bron: ESA.
satellietbeeld van IJsland en omgeving
De hoogte waarop de as zich bevond, was wel minder dan voorheen, hetgeen ook blijkt uit het feit dat er zich bewolking boven de pluim bevindt. In Nederland was voor het eerst sinds vrijdag weer meer bewolking. Dat maakte het waarnemen van vulkaanstof lastiger omdat wolken het lidar-signaal blokkeren. Tijdens opklaringen werd echter wel duidelijk dat er weinig tot geen vulkaanstof boven Cabauw aanwezig was. Een nieuwe vlucht met het NRL-toestel liet mogelijk wat vulkanisch materiaal boven de Wadden zien; de rest van Nederland was “schoon”. Op deze dag is besloten om het vliegverkeer boven Nederland weer toe te staan.

Dinsdag 20 april 2010: nauwelijks nog vulkaanstof boven Cabauw

De Lidar-metingen van dinsdag 20 april lieten boven Cabauw een zeer zwak signaal zien dat mogelijkerwijs een restant vulkaanstof zou kunnen zijn. De gevoeligheid van het systeem is zo groot dat lage concentraties onder gunstige omstandigheden nog waargenomen kunnen worden. Van noemenswaardige concentraties was op dinsdag echter geen sprake en konden we weer van een "schone" atmosfeer spreken.

Conclusie

Sinds afgelopen donderdag/vrijdag hadden we met vulkanisch stof een relatief nieuw bestanddeel in de Nederlandse atmosfeer. Met behulp van de geavanceerde onderzoeksinstrumenten op onze meetlokatie Cabauw en met behulp van satellietmetingen zijn we in een paar dagen in staat gebleken om relevante informatie op tafel te krijgen, zowel voor de luchtvaart als voor de wetenschap. Er wordt op dit moment hard gewerkt om de eigenschappen van vulkanisch stof, in termen van vertikale en horizontale verspreiding, deeltjesvorm en -grootte en concentratie zo kwantitatief mogelijk te krijgen. Op die manier zullen we nog betrouwbaardere informatie ter beschikking hebben.






Eerste uitgave: 21-04-10