EarthCARE boven Los Angeles
EarthCARE boven Los Angeles

De natuurbranden in Los Angeles door de ogen van EarthCARE

17 januari 2025

De satelliet EarthCARE ziet vanuit de ruimte de natuurbranden in Los Angeles. Op deze satelliet zit een lidar – een laser gebaseerde technologie die razendsnel metingen doet om de omgeving ruimtelijk in kaart te brengen, genaamd ATLID, die de eigenschappen en hoogte meet van dunne wolken en fijnstof. Maar wat ziet dit instument precies en wat maakt deze lidar ATLID zo bijzonder?

EarthCARE’s lidar ATLID in de praktijk 

De ATLID-lidar kan fijne deeltjes (aerosolen) zoals rook van branden detecteren en hun verticale verdeling in de atmosfeer in kaart brengen. Dit geeft inzicht in hoe hoog de rookpluimen komen. Daarnaast meten we hoe de rook licht opneemt en reflecteert wat wordt gebruikt om te bepalen hoeveel zonlicht de rook "blokkeert" of verstrooit.  

Tijdens de natuurbranden in Los Angeles woeden meerdere vuurhaarden in de uitgestrekte Amerikaanse stad. De combinatie van plaatselijke droogte en de krachtige Santa Ana-winden wakkereden de vuren aan maar blazen ook de rook richting de oceaan voordat deze naar grotere hoogte kan stijgen.  

EarthCARE boven de natuurbranden 

De EarthCARE satelliet is afgelopen 11 januari iets voor 02:00 ’s nachts ten westen van Los Angeles (LA) langs gevlogen en is ten noorden van Los Angeles over land gekomen. Boven de oceaan zien we dat een gedeelte van de rook is opgetild tot maximaal 2 kilometer (zie figuur 1). Daarnaast geven de gecombineerde ATLID-metingen ook de mogelijkheid om onderscheid te maken tussen de verschillende soorten fijnstof, zoals roet, organisch materiaal en stofdeeltjes. De laag fijnstof in het midden van de figuur, tot 2 kilometer hoogte, bestaat uit rook, terwijl de aerosol-laag in het zuiden (links) meer uit een combinatie van zeezout (marine aerosol) en rook bestaat. Boven land ten noorden van Los Angeles is het een combinatie van zeezout en plaatselijke uitstoot. 

Met het nieuwe meetinstrument kunnen we niet alleen zien hoe ver de rook van de branden in Los Angeles reikt, maar ook hoe deze zich door de atmosfeer verspreidt. 

Lidar “ATLID” 

EarthCARE's lidar genaamd ATLID is een geavanceerd atmosferisch lidar-systeem dat erg geschikt is voor het meten van dunne wolken en fijnstof, van boven naar beneden, dit noemen we de verticale profielen. Lidar instrumenten werken door korte pulsen laserlicht uit te zenden en vervolgens het gereflecteerde licht te meten. Een lidar detecteert het terugkerende signaal zodat de afstand waarvan het licht kwam, bepaald kan worden. Deze signalen worden vervolgens verwerkt om grootheden te verkrijgen zoals de grenzen van wolken- en aerosollagen, en de optische eigenschappen van de gemeten wolken en aerosolen, bijvoorbeeld de hoeveelheid licht die ze verzwakken of “blokkeren” en de hoeveelheid licht die ze reflecteren. De optische eigenschappen kunnen op hun beurt worden gerelateerd aan de fysieke eigenschappen zoals het bepalen van het type aerosol (bijvoorbeeld rook of woestijn-stof) of wolk. 

Figuur 1: EarthCARE beelden van de rooklaag ten westen van Los Angeles.

Waarom is juist deze Lidar ATLID zo speciaal?  

EarthCARE’s lidar ATLID is niet het eerste atmosferische lidar-instrument dat in de ruimte is, maar wel de eerste die van, de speciale High Spectral Resolution Lidar (HSRL)-techniek gebruik maakt, waarvan de data openbaar beschikbaar wordt gesteld. De HSRL-capaciteit is belangrijk omdat het het instrument in staat stelt onderscheid te maken tussen licht dat is gereflecteerd door atmosferische moleculen en licht dat is teruggekaatst door deeltjes zoals wolken of fijnstof. De voorgaande lidar-instrumenten meten alleen de totale terugkerende signalen en dat leverde dus slechts één meting: een HSRL-instrument daarentegen levert twee onafhankelijk metingen, waardoor zowel het verlies van het signaal en de reflectie van deeltjes gemeten kunnen worden. Standaard lidars moeten aannames maken om beide resultaten uit één meting te halen waardoor deze veel onnauwkeuriger zijn.  

Succesvolle testperiode  

Het lidar-instrument ATLID heeft onlangs zijn testperiode succesvol afgerond. De data wordt inmiddels gebruikt door onderzoekers wereldwijd en door kennisinstellingen zoals het KNMI en het ECMWF (European Center for Medium Range Weather Forecasting) en is vanaf deze week beschikbaar voor het publiek.  

Nederlandse betrokkenheid    

EarthCARE is ontwikkeld door ESA in samenwerking met het Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). De satelliet is maanden lang uitgebreid getest bij ESTEC in Noordwijk, voordat hij gelanceerd werd vanuit Vandenberg in de Verenigde Staten. Een team met onder andere een aantal KNMI’ers leidt vanaf januari 2025 de EarthCARE-DISC en zijn daarmee verantwoordelijk voor de kwaliteit van alle (Level 1 en Level 2) producten van de EarthCARE ESA-missie. Het KNMI is sinds het begin van de jaren 2000 betrokken bij de ontwikkeling van EarthCARE en draagt verantwoordelijkheid voor de lidar-retrievalproducten. Verder zijn Nederlandse wetenschappers en ingenieurs van het KNMI, SRON, TNO, Airbus NL, Bradford Space al tientallen jaren nauw betrokken bij deze missie. 

Recente nieuws- en klimaatberichten

  1. Wie lezen onze klimaatberichten en wat vinden zij ervan?

    Klimaatberichten zijn al bijna acht jaar een belangrijke manier voor het KNMI om onze klimaatkenn...

    05 februari 2025 - Klimaatbericht
  2. De stormvloed van 1825: een vergeten ramp zonder weerga

    Precies tweehonderd jaar geleden vond in Nederland de grootste natuurramp van de negentiende eeuw...

    03 februari 2025 - Nieuwsbericht
  3. Vrij sombere en natte januari

    De eerste maand van dit jaar was nat. Zeker de eerste tien dagen was het nat met vrijwel dagelijk...

    31 januari 2025 - Nieuwsbericht
  4. De staat van ons klimaat 2024: Weer een recordwarm jaar

    Klimaatverandering laat zich steeds sterker zien, zowel in Nederland als wereldwijd. Er zijn in N...

    30 januari 2025 - Nieuwsbericht
Toon alle nieuws- en klimaatberichten