Op 13 februari werden zes transmissielijntorens in Victoria verwoest door extreme windstoten als gevolg van onweersbuien, wat leidde tot gedwongen elektriciteitsuitval waardoor tienduizenden mensen werden getroffen. De hevige wind sloeg bomen tegen lokale elektriciteitsleidingen of deed de palen omvallen, waardoor ongeveer 500.000 mensen de stroom verloren. Sommige mensen zaten meer dan een week zonder elektriciteit. Een maand eerder verwoestten hevige onweersbuien en wind vijf zendmasten in West-Australië en veroorzaakten wijdverbreide storingen.

Intensieve onweersbuien hebben de afgelopen jaren het nieuws gehaald, waaronder de stormen van januari 2020 die de ineenstorting van zes zendmasten in Victoria veroorzaakten. Misschien wel de meest verstrekkende stormen waren die van 2016, toen heel Zuid-Australië enkele uren lang geen stroom meer had nadat extreme wind veel zendmasten had beschadigd.

Worden deze onweersbuien met extreme winden dus erger naarmate het klimaat verandert? Het is mogelijk, maar we kunnen het nog niet met zekerheid zeggen. Dat komt deels doordat bij onweersbuien sprake is van kleinschalige processen die moeilijker te bestuderen zijn dan bij grotere weersystemen.

Hoe kan de wind een gigantische zendmast omverwerpen?

Veel mensen zagen de foto's van zendmasten gebogen als dunne draad en vroegen zich af hoe dit mogelijk was.

De reden is natuurkunde. Wanneer de wind een constructie raakt, is de kracht die wordt uitgeoefend ruwweg evenredig met de windsnelheid in het kwadraat. Wanneer windstoten sterker zijn dan zo'n 100 kilometer per uur, ook al zijn het maar enkele seconden, bestaat er risico op schade aan de infrastructuur.

Richting is ook belangrijk. Wind heeft meer kracht als hij directer naar een oppervlak waait. Als er harde wind uit een ongebruikelijke richting waait, kan het risico op schade ook toenemen. Oude bomen kunnen bijvoorbeeld beter bestand zijn tegen de heersende wind, maar als stormwinden uit een andere richting waaien, kunnen ze op elektriciteitskabels vallen.

Op 13 februari naderde een sterk koufront Victoria vanuit het zuidoosten, met onweersbuien met extreme windstoten van meer dan 120 km/u na een periode van extreme hitte. Onweersbuien kunnen extreem sterke en plaatselijke windstoten veroorzaken, ook wel "microbursts" genoemd, omdat koude, zware lucht snel uit de wolken valt. Deze wind was voldoende om torens te buigen en bomen en palen omver te werpen.

Wordt deze onweersbui erger?

Wetenschappelijk bewijs toont duidelijk aan dat de klimaatverandering de gevaren zoals extreme hittegolven en bosbranden gestaag verergert, die onze energienetwerken en energiesystemen kunnen beschadigen.

Alles bij elkaar genomen wijst het bewijsmateriaal erop dat tropische cyclonen wellicht minder frequent voorkomen, maar gemiddeld wel heviger worden. Op één na waren alle tropische cyclonen in Australië deze zomer ernstig (Categorie 3 of hoger).

Maar we weten nog niet zeker wat de klimaatverandering doet met extreme windstoten als gevolg van onweersbuien.

Dit komt omdat observaties van hoge kwaliteit van onweersbuien uit het verleden relatief zeldzaam zijn, met grote variabiliteit in hoe vaak stormen voorkomen en de ernst ervan, en omdat klimaatmodellen moeite hebben met het simuleren van de kleinschalige processen die aanleiding geven tot onweersbuien.

Het bewijsmateriaal dat we hebben suggereert dat de voortdurende klimaatverandering mogelijk het risico op extreme windstoten door onweersbuien kan vergroten. Dit komt deels door de vochtigere en onstabielere lucht, die essentieel is voor het ontstaan ​​van onweersbuien. We denken dat deze omstandigheden vaker kunnen voorkomen als gevolg van de klimaatverandering, deels omdat warmere lucht meer vocht kan vasthouden.

We weten ook dat de ernst van onweersbuien kan worden beïnvloed door verticale windschering, de manier waarop de wind verandert met de hoogte. Tot nu toe zijn we minder zeker over hoe windschering in de toekomst zal veranderen.

Recent onderzoek door co-auteur Andrew Brown en de hoofdauteur suggereert dat klimaatverandering waarschijnlijk gunstiger omstandigheden veroorzaakt voor onweersbuien met schadelijke wind, vooral in het binnenland van Australië. Maar de methoden die voor deze voorspellingen worden gebruikt zijn nieuw, wat betekent dat er meer onderzoek moet worden gedaan om meer inzicht te krijgen in wat de klimaatverandering met extreme winden zal doen.

We moeten niet wachten om erachter te komen

Het modelleren van extreme windstoten staat nog in de kinderschoenen. Maar aangezien een groot deel van ons elektriciteitsnet wordt blootgesteld aan extreme wind, is het belangrijk dat we deze leemte in onze kennis proberen aan te pakken.

Het is veilig om te zeggen dat we deze stormen als een waarschuwing moeten beschouwen. We moeten rekening houden met de risico's van extreme wind in de manier waarop we onze energiesystemen ontwerpen. Omdat we een netwerk bouwen dat schone energie kan verwerken, is het vooral belangrijk dat we anticiperen op dit soort risico's als gevolg van extreem weer.

Het elektriciteitsnet verharden door elektriciteitsleidingen in te graven en begroeiing te verwijderen is niet de enige optie. We zouden een slimmer elektriciteitsnet kunnen bouwen, met gedistribueerde hernieuwbare energiebronnen en energieopslag, inclusief grote en relatief kleinere batterijen (bijvoorbeeld op gemeenschapsniveau of op huishoudelijk niveau), waardoor het elektriciteitsnet een grotere veerkracht krijgt, ook tegen extreme weersomstandigheden.

In de nasleep van de verwoestende stroomonderbreking in Zuid-Australië in 2016 hebben de autoriteiten maatregelen genomen om de veerkracht van het elektriciteitsnet op deze manier te vergroten door grote batterijen, meer hernieuwbare energiebronnen en nieuwe interconnectoren te bouwen, terwijl de Australische energiemarktbeheerder AEMO de manier veranderde waarop hij met windmolenparken omging als zich problemen met het elektriciteitsnet voordeden.

Elektriciteitsnetwerken zijn de grootste machines ter wereld. Terwijl we overgaan op een schoon energienet, worden we geconfronteerd met complexe uitdagingen – niet alleen bij de aanleg ervan, maar ook bij de bescherming ervan tegen extreem weer.

We zouden er goed aan doen als we zouden werken aan een beter inzicht in de risico's van samengestelde gebeurtenissen, zoals combinaties van extreme wind, branden of overstromingen die rond dezelfde tijd een regio treffen.

We hebben ook nauwkeurige voorspellingen nodig van de risico's kort voordat extreme winden of andere rampen toeslaan, evenals effectieve langetermijnplanning voor de risico's die waarschijnlijk zullen toenemen als gevolg van klimaatverandering of tijdens verschillende klimaatcycli zoals El Niño en La Niña.

Als we dit verkeerd aanpakken, zullen onze energierekeningen te veel stijgen en, erger nog, we hebben misschien nog steeds geen veerkrachtiger systeem. Omdat onze energienetwerken worden gereguleerd door een complex geheel van overheidsregels, zijn hervormingen niet alleen iets waar de industrie zich mee bezig moet houden. Het moet uiteindelijk geleid worden door de overheid – en geleid worden door bewijsmateriaal.

Aangeboden door The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.