HIGH-TECH ONDERWATER-GLIDERS VOOR NOG ACTUELER OCEAAN- EN KLIMAATONDERZOEK

Grootschalige Wetenschappelijke Infrastructuur

De financiering voor de gliders komt uit de zogeheten NWO-GWI-gelden, voor Grootschalige Wetenschappelijke Infrastructuur. De subsidie is vorig jaar toegekend voor de autonome en op afstand bestuurbare apparatuur van de nieuwe nationale onderzoeksvloot die momenteel in aanbouw is. Marck Smit is vanuit de afdeling Nationale Mariene Onderzoeksfaciliteiten van het NIOZ betrokken bij de aanbesteding. “De gliders zullen in te zetten zijn voor onderzoek door de gehele Nederlandse mariene community. Na een Europese aanbesteding hebben we gekozen voor samenwerking met Teledyne Webb Research in de VS. De gliders kunnen 10 duizend kilometer afleggen met één pak batterijen en dat maakt ze niet alleen high tech, maar daar kunnen elektrische auto’s alleen maar van dromen.”

Langzame onderwatertorpedo’s

Femke de Jong, fysisch oceanograaf bij het NIOZ, vergelijkt de vorm van de gliders met die van torpedo’s. “Je kunt ze programmeren om in een jaar tijd met zo’n laag mogelijk energieverbruik een gewenste route in het water af te leggen. Overigens bewegen ze wel een stuk langzamer dan echte torpedo’s: zo’n 0,9 km per uur. Onderweg meten ze bijvoorbeeld de temperatuur van het water, het zoutgehalte, de druk en het zuurstofgehalte. Die zeggen indirect iets over oceaanstromingen tot een kilometer diepte.”

Eén van de drie nu aangeschafte gliders is uitgerust met een propeller. Dat is van belang voor onderzoek in water waar de stroming sterk is, bijvoorbeeld in de Noordzee, maar ook langs de kust van Groenland. De Jong: “Dan heb je een glider nodig die ook in zulke omstandigheden nog goed bestuurbaar is.”

Nauwkeurig en actueel beeld van veranderingen zeewater

Door metingen met gliders hoopt De Jong een beter beeld te krijgen van de rol van de oceaanstromen en -wervelingen in het veranderende klimaat.

De Jong: “Sinds 2014 onderzoeken wij de oceaanstroming rond Groenland. In een lange rij zijn staalkabels met meetapparatuur verankerd op de bodem van de oceaan, die op een afstand van 50 km van elkaar de stroming en watereigenschappen meten. Ze hebben al veel nieuwe informatie opgeleverd, maar omdat we er maar eens in de twee jaar met een onderzoeksschip naar toe kunnen om de data op te halen, geven ze ons geen inzicht in recente veranderingen.”

De gliders, daarentegen, geven actuele informatie door. “Elke keer als ze even boven komen, krijgen we de resultaten van de laatste metingen”, zegt De Jong. “Bovendien maken de gliders in de toekomst akoestische communicatie mogelijk met de meetapparatuur die aan de oceaanbodem verankerd is. Daardoor kunnen we ook die gegevens veel sneller aflezen en zelfs seizoenen sneller met elkaar vergelijken.”

Invloed van wervelingen opnemen in oceaanmodellen

Gliders bieden bovendien een veel nauwkeuriger beeld van grote wervelingen in het water, zogenaamde eddies. Daaraan werkt De Jong samen met fysisch oceanograaf Caroline Katsman van de TU Delft, die oceaanmodellen ontwikkelt waarmee ze onder meer de stromingen rond Groenland simuleert. Samen hopen zij te kunnen achterhalen hoe door eddies op een schaal van enkele kilometers elk seizoen de samenstelling van het zeewater varieert of met de jaren zelfs verandert.

Katsman: “Met mijn modellen probeer ik te begrijpen welke natuurkundige processen de zeestromingen in dit gebied bepalen, en hoe die mogelijk veranderen onder invloed van klimaatverandering over bijvoorbeeld 50 of 100 jaar. Dan moet ik wel vertrouwen hebben in mijn model. Met de informatie van de gliders zal ik een veel completer beeld krijgen van de variaties in de stromingen. Volgens de meest gedetailleerde oceaanmodellen zijn de wervelingen heel belangrijk voor de menging van het water en voor de vorming van diep water in de winter. Maar dat hebben we nog niet direct kunnen meten, want in de winter kun je daar niet naartoe. Gliders zouden we van tevoren kunnen programmeren om daar in de juiste periode van het jaar een aantal keren doorheen te gaan. Dan is zo’n eddy veel beter in beeld te brengen.”

Walvissen vinden zonder ruis in de data

Een heel ander type onderzoek waarbij gliders een groot verschil kunnen maken, is dat van Frans-Peter Lam, senior scientist sonaronderzoek bij TNO. Hij houdt zich onder meer bezig met akoestisch onderzoek aan walvissen. “Op zee is het lastig en kostbaar om zeezoogdieren visueel waar te nemen. Dat lukt eigenlijk alleen maar goed wanneer ze zich aan de oppervlakte laten zien. Het is dan ook eigenlijk nog niet goed bekend welke soorten walvissen op welke plekken in de oceaan zwemmen en in welke seizoenen. Als de gliders op termijn kunnen worden uitgerust met recorders en hydrofoons, zou ik ze kunnen gebruiken om dat te achterhalen. Van gliders is het heel fijn dat ze zelf geen geluid maken. Je hoort op je opname wel stromingsgeluid, maar geen motor, waardoor er geen ruis zit in je data.”