Wetenschap - 27 maart 1997

Uitwisseling van sporengassen tussen vegetatie en atmosfeer

Uitwisseling van sporengassen tussen vegetatie en atmosfeer

Uitwisseling van sporengassen tussen vegetatie en atmosfeer
Pieter Hammingh, Meteorologie
Pieter Hammingh is enthousiast over zijn afstudeervak, al moet hij er feitelijk nog mee beginnen. Afgelopen week hield de 26-jarige student Milieuhygiene een startcolloquium. Bij de vakgroep Luchtkwaliteit, waar Meteorologie mee samenwerkt, is dat een gebruikelijk fenomeen om studenten hun wetenschappelijke plannen te laten ontvouwen voor een breder publiek. En passant kunnen ze tips en opmerkingen meenemen in het vervolg van hun afstudeervak. Hamminghs verhaal blijkt een met modellen en formules doorspekt betoog. De doorstromer, afkomstig van Rijkshogeschool IJselland in Deventer, wil de uitwisseling van sporengassen - gassen die in zeer kleine hoeveelheden in de lucht zitten - tussen de vegetatielaag en de atmosfeer gaan parameteriseren
Het is inderdaad een moeilijk en specialistisch onderwerp, beaamt Hammingh een paar dagen later. Ik kan mijn vriendin, die theatervormgeving studeert, en mijn ouders maar moeilijk uitleggen waar ik mee bezig ben. Dan vertel ik ze: je hebt een hoge boom en een laag slaplantje en daarvoor verloopt de gasuitwisseling verschillend. En daar laat ik het dan maar bij.
Reden om het vak te doen was voor Hammingh dat hij graag meer wilde weten van de verspreiding van luchtverontreiniging en de chemische omzettingen in de atmosfeer. Daarvoor is onder andere gedetailleerde kennis over gasemissie en -depositie onontbeerlijk. Mijn afstudeervak is een link tussen de micrometeorologie in Wageningen en de modellering van mondiale processen zoals dat in Utrecht gebeurt, legt Hammingh uit. Hij heeft dan ook twee begeleiders. In Utrecht zijn ze er erg blij mee. Ze kunnen er dan ook alleen voordeel bij hebben.
Utrechtse onderzoekers hebben een model ontwikkeld voor de bestudering van ondermeer de concentraties van reactieve sporengassen als ozon, NOx en HNO3 op een metertje of dertig in de atmosfeer. Het model - een aangepaste versie van een mondiaal circulatiemodel dat het European Centre for Middle Range Weatherforecast hanteert - is vooral bedoeld om atmosferisch-chemische processen te begrijpen, meer dan om ze te voorspellen. Het deelt hiervoor de aarde op in vakken van vijfhonderd bij zeshonderd kilometer, waarna aan elk vak een kenmerkend vegetatietype wordt toegekend. Zo is Scandinavie naaldboomgebied, Noordwest-Europa gewaszone en de Sahara woestijn
Aan elk van de vegetatietypen is een zogeheten Leaf Area Index (LAI) gekoppeld, een getal dat de geschatte hoeveelheid blad per oppervlakte-eenheid weergeeft en dat een graadmeter is voor de mate van uitwisseling van sporengassen. Zo is de LAI voor een graangebied in de VS anders dan voor een stuk tropisch regenwoud in Brazilie
Het model zit naast de LAI vol met andere parameters, varierend van wolkvorming en zonnestraling tot luchttemperatuur. Net zoals elk ander model kent ook dit vanzelfsprekend een aantal tekortkomingen, weet Hammingh. Het is sterk generalistisch, kent te weinig vegetatiekarakteristieken en houdt geen rekening met bijvoorbeeld windvlagen. Dat laatste is erg belangrijk, omdat windvlagen een grote rol spelen bij gasuitwisselingen aan het aardoppervlak. Omdat in Utrecht geen goede vertaling bestaat van micrometeorlogische benaderingen naar een grootschalig geheel, komt Wageningen in beeld
Wageningse onderzoekers verrichten metingen op microniveau, bijvoorbeeld naar de varierende ozonuitwisseling tussen de lucht en een maisveld. Alleen zijn in Wageningen de gasopnames en -emissies slechts onder tamelijk gelijkblijvende omstandigheden bekend. Utrechters rekenen graag met verschillen zoals tussen dag en nacht, zomer en winter, en droog weer en regen. Mij gaat het er dus om vergelijkingen te vinden die de uitwisseling van gassen onder alle omstandigheden kunnen beschrijven, verklaart Hammingh. Al is dat waarschijnlijk veel te ambitieus. Ik mag blij zijn wanneer mijn begeleiders, over mijn schouder meekijkend, er wat van kunnen gebruiken. Het is niet zeker dat zijn afstudeervak daadwerkelijk tot parameterisatie zal leiden. Hammingh: De titel is dan ook onder voorbehoud.
De milieuhygienestudent beaamt dat de inpassing van micrometeorologische gegevens in een mondiaal model gepaard zal blijven gaan met een grove versimpeling van de werkelijkheid. Veel details zullen verloren gaan. Hij haalt echter een hoopgevend artikeltje tevoorschijn waaruit blijkt dat de door het model berekende depositiewaarden voor ozon in het vakje Noordwest-Europa helemaal niet zoveel afwijken van de daadwerkelijke micrometeorlogische metingen in een maisveldje in Nederland. Al zegt dat natuurlijk nog niet veel, want Noordwest-Europa bestaat uit meer dan alleen mais
Hammingh zal de komende maanden eerst een model voor windvlagen gaan valideren om vervolgens deze en andere gegevens over gassen en vegetaties in te passen in het grote model van Utrecht. Hij hoopt in augustus klaar te zijn met het vak, om meteen daarna te kunnen afstuderen

Re:ageer