science >> Wetenschap >  >> Natuur

Maritieme robots kunnen de voorspellingen van het Europese weer in de toekomst verbeteren

Hoogte van een RAPID ligplaats ten opzichte van een hoog gebouw. Krediet:Nationaal Oceanografiecentrum (NOC)

Op zaterdag 20 oktober zal het Koninklijk Onderzoeksschip (RRS) James Cook vertrokken op expeditie waarbij een nieuw geautomatiseerd systeem voor het verzamelen van klimaatgegevens wordt uitgeprobeerd. Indien succesvol, de nieuwe technologie kan in de toekomst de Europese weersvoorspellingen op lange termijn helpen verbeteren.

Een team van wetenschappers van het National Oceanography Centre (NOC) zal aan boord zijn om gegevens te verzamelen van een reeks instrumenten in de Atlantische Oceaan, tussen de westkust van Afrika en de oostkust van de VS. Momenteel gegevens van deze instrumenten, gezamenlijk aangeduid als deRAPIDarray, worden eens in de 18 maanden verzameld door een onderzoeksschip. Echter, tijdens deze expeditie testen de onderzoekers een nieuw systeem dat mariene robots zal gebruiken om gegevens uit de instrumenten te halen.

De wetenschappelijke instrumenten waaruit de RAPID-array bestaat, worden ingezet op 'moorings', draden die zich uitstrekken vanaf een anker op de zeebodem, soms meer dan 5 km diep, tot net onder het zeeoppervlak. Een nieuwe eenheid, ontwikkeld in de NOC-laboratoria in Southampton en Liverpool, zal worden bevestigd aan een van deze ligplaatsen om gegevens van alle instrumenten op de draad te verzamelen en de gegevens vervolgens met behulp van geluidssignalen door te sturen naar een mariene robot genaamd een "Wave Glider" op het zeeoppervlak, die op zijn beurt de gegevens per satelliet naar wetenschappers van het NOC zal sturen.

Het autonome voertuig Waveglider dat op deze expeditie zal worden gebruikt. Krediet:Nationaal Oceanografiecentrum (NOC)

"Dit nieuwe systeem stelt ons in staat om gegevens te verkrijgen die in de toekomst de seizoensgebonden weersvoorspellingen voor Europa kunnen verbeteren", zegt projectwetenschapper Darren Rayner van het NOC. "Het systeem heeft met succes een korte proef voltooid in water van 600 meter diep, maar een inzet van 18 maanden in het water 4, 000m diep is een veel zwaardere test"

Momenteel zijn er meer dan 200 instrumenten in het water die gegevens verzamelen over de temperatuur, zoutgehalte en stroomsnelheid van een systeem van oceaanstromingen dat soms wordt beschreven als de 'Atlantische transportband', of de Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). AMOC is verantwoordelijk voor de overdracht van grote hoeveelheden warmte van de tropen naar Noordwest-Europa, het klimaat relatief mild te houden. De energie die betrokken is bij deze warmteoverdracht is gelijk aan 35, 000 keer het gemiddelde elektriciteitsverbruik in het VK of ongeveer een miljoen keer de output van een gemiddelde Britse kerncentrale.

Het RAPID-programma bestudeert al meer dan tien jaar het AMOC, waarbij zij een aantal verrassende en belangrijke bevindingen heeft gedaan. In 2009–2010 zorgde een vertraging van het AMOC ervoor dat de zeespiegel in New York met 13 cm steeg, wat leidt tot wijdverbreide overstromingen en erosie op een schaal die vergelijkbaar is met een orkaan. RAPID-gegevens geassimileerd in klimaatmodellen kunnen ook vroege waarschuwingen geven voor extreem seizoensweer, zoals de koude Britse winters van 2009 en 2010. Het NOC-team schat dat de AMOC met 15% is afgenomen sinds de metingen in 2004 begonnen, die belangrijke gevolgen heeft voor het klimaat in de wereld. Recente studies hebben uitgewezen dat deze afname ook een oorzaak zou kunnen zijn van de 'cold blob' - een gebied van de Noord-Atlantische Oceaan dat kouder is dan de omringende oceaan.

RAPID begon in 2004 als een samenwerkingsproject tussen Natural Environment Research Council (NERC) in het VK, en de National Science Federation, evenals de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in de VS. Het project is ingesteld om door te gaan met het verzamelen van gegevens, aangezien de NERC-financiering is verlengd tot 2020.