Je leest:

Weg met die regenbui

Weg met die regenbui

Auteurs: en | 27 juli 2012

Bij de Olympische Spelen in Londen is alles tot in de kleinste details geregeld. Over één onderdeel heeft de organisatie geen controle: het weer. Of toch wel? Er bestaan technieken om controle te hebben over regenbuien. Al is de vraag hoe goed deze werken.

Tijdens de openingsceremonie van de Olympische Spelen in Peking in 2008 bleef het kurkdroog. En dat terwijl het regenseizoen volop bezig was. Geen verrassing, want de organisatie had van tevoren aangekondigd dat ze kosten noch moeite zouden sparen de regen op afstand te houden. Met zevenduizend stuks afweergeschut schoten ze elke potentiële regenwolk in de omgeving van het Olympisch stadion uit de lucht.

2752188073 7dbc05a7be
De opening van de Olympische Spelen in Peking verliep spectaculair, en droog.
Flickr / hto2008

Moderne regendans

De Chinezen maakten gebruik van een techniek die al in de jaren dertig van de vorige eeuw onder andere in Nederland ontstond. De Nederlander August Willem Veraart liet destijds vanuit een vliegtuig een lading ijs en droogijs op de wolken vallen om regen te laten ontstaan. Het ging vervolgens inderdaad regenen, ook al twijfelde menigeen of dat door Veraart kwam. Tegenwoordig kennen we de technieken om regen te maken onder de Engelse verzamelnaam cloud seeding, zeg maar het ‘zaaien van wolken’.

Naast China wordt ook in andere landen als Rusland, Indonesië of Frankrijk deze ‘moderne regendans’ gebruikt om bijvoorbeeld bosbranden te bestrijden of de oogst te beschermen tegen zware hagelbuien. Toch heerst er twijfel in hoeverre sprake is van controle over het weer. Experimenten geven wisselende resultaten, en je weet nooit of het ook was gaan regenen als je niets had gedaan. Laten we de techniek eens onder de loep nemen.

Van schapenwolkje…

Om regen te controleren moeten we eerst begrijpen waar het in de natuur vandaan komt. Het belangrijkste ingrediënt van een regenbui is een wolk. Daar hebben we hier in Nederland geen gebrek aan: van dunne witte schapenwolkjes tot dikke stapelwolken en van grote grijze regenwolken tot dichte mist. In andere delen van de wereld zijn ze minder beschikbaar: boven de Sahara is meestal een strakblauwe lucht te zien, en boven zee regent het bijna nooit.

Cirrocumulus
De schapenwolk, ook wel bekend als de Cirrocumulus.
Wikimedia Commons

Een wolk ontstaat als warme, vochtige lucht snel omhoog wordt geduwd. Er zijn verschillende manieren waarop dat kan gebeuren. In de bergen kan de lucht soms simpelweg niet vooruit, omdat er een bergrug in de weg zit. Op warme dagen komt er veel warme damp van meren, rivieren en oceanen. En in gematigde gebieden zoals hier zijn warmte- en koudefronten actief; grote massa’s lucht die met elkaar in botsing kunnen komen.

Hoe hoger je de atmosfeer ingaat, hoe kouder het is. De warme lucht die snel opgestuwd wordt, koelt dus ook heel snel af. Koude lucht kan minder damp vasthouden dan warme lucht, en als gevolg begint de damp druppeltjes te vormen. Dat gebeurt op condensatiekernen, kleine deeltjes stof die zich in de atmosfeer bevinden. Die kernen kunnen van alles zijn: roetdeeltjes, zout of zand bijvoorbeeld. Als er veel van die deeltjes aanwezig zijn, worden er veel kleine druppeltjes gevormd. Zijn er weinig van, zoals bijvoorbeeld in de schone lucht boven zee, dan ontstaan er minder, maar wel veel grotere druppels.

Wolken die van kleine druppeltjes zijn gemaakt, zoals de mooie witte wolken die zich aan het einde van een warme zomerdag vormen, vallen niet naar beneden. De druppeltjes in die wolken zijn zo licht dat de opstuwende warmte ze hoog houdt, zoals een zeepbel die door de kamer zweeft.

…tot plensbui

Zo’n mooi evenwicht is niet te vinden in een regenwolk. Een bui kan grofweg op twee manieren ontstaan: door zware druppels en door ijsvorming. In de regenwouden en boven zee is de lucht vaak nog mooi schoon. Er zijn daar niet erg veel condensatiekernen waar zich druppels op kunnen vormen, en daardoor klontert het vocht uit de warme lucht zich in veel grotere hoeveelheden samen dan in de vuilere streken. Omdat grote druppels veel zwaarder zijn dan kleine, is de warme luchtstroom niet lang genoeg om ze vast te houden. Ze vallen dus snel naar beneden, in een korte en hevige regenbui.

Medium

Uit dichte, grijze wolkendekken, waar we er hier veel van tegenkomen, komt de andere soort regen. Er zit in dit soort wolken een enorme hoeveelheid water: het wolkendek is vaak wel een paar kilometer dik. Bovenin kan de temperatuur wel -40 oC worden. Je zou verwachten dat alle druppels daar bevriezen, maar dat is niet altijd zo. Ook ijs heeft een kern nodig, een beginpunt waar de ijskristallen op kunnen groeien. Dat zijn niet dezelfde deeltjes waar druppels zich op vormen, en het precieze proces is ondanks uitgebreid onderzoek nog niet duidelijk. We weten wel dat ijskernen veel zeldzamer zijn dan waterkernen, en dat daardoor de druppels in wolken zo lang vloeibaar blijven. Als water kouder is dan 0 oC, maar niet bevroren, noemen we het supergekoeld.

Af en toe komt een waterdruppeltje een ijskern tegen om op te bevriezen. Dan vindt er een kettingreactie plaats. Het eerste kleine ijskristalletje botst met supergekoelde waterdruppeltjes, die maar al te graag aan het kristalletje vastgroeien. Zo vormen zich grotere klompjes ijs, die zwaar genoeg zijn om naar beneden te vallen. Als het koud genoeg is gebeurt dat in de vorm van sneeuw of hagel, en als het warmer is in gesmolten vorm: als regen.

Neerslag op bestelling

Regenmakers gebruiken het proces van neerslagkernen. Ze beschieten wolken met verschillende stoffen, afhankelijk van wat voor wolken ze kunnen vinden, en welk effect ze willen bereiken. Zware, grijze regenwolken hebben niet zoveel nodig om hun water los te laten. Een flinke dosis zilverjodide (zie kader) zou ervoor moeten zorgen dat er meer ijskristallen condenseren, en op die manier barst de bui sneller los dan als de natuur zijn vrije loop was gelaten.

182705 962 1195752788110 zilverjodide
De structuur van zilverjodide (AgI). Het blauwe is zilver, jodide is paars.
Wikimedia Commons

Zilverjodide als imitatie-ijs

Hoewel niet heel zeker is waar deeltjes aan moeten voldoen om een goede ijskern te zijn, gebruiken regenmakers meestal zilverjodide (chemische formule AgI). De reden daarvoor is terug te vinden in het kristalliseren van ijs. De ijsdeeltjes rangschikken zich namelijk in een geordend rooster, met een vast patroon en een vaste afstand tussen de deeltjes. Die maten komen bijna precies overeen met die in AgI-kristallen, en zo’n stukje zilverjodide past daarom heel mooi in het midden van een ijskristal.

Regen maken wordt een stuk lastiger als er alleen stabiele, witte wolken in de buurt zijn. Daar zit wel flink wat water in, maar dat valt niet zomaar op de grond. Om er toch regen uit te halen, wordt droogijs of vloeibaar propaangas op de wolken geschoten. De druppeltjes in die wolken koelen dan snel af, en als er ook zilverjodide op de wolken wordt gezaaid zijn alle ingrediënten voor een bui aanwezig.

In droge gebieden komen heel weinig wolken voor. Als de regenmakers echt elke wolk die ze tegenkomen in een regenbui kunnen veranderen, wordt de hoeveelheid wolken die de grens over komt naar hun buurlanden natuurlijk kleiner. In dat opzicht is de beschuldiging van ‘regendiefstal’ dan ook wel terecht. Maar hoe goed de methode om van gewone wolken regenwolken te maken echt werkt, valt nog maar te bezien. Er zijn heel wat experimenten mee gedaan, maar de hoeveelheid regen die tijdens die projecten meer valt dan anders is niet opzienbarend.

“Het probleem”, zegt Pier Siebesma, meteoroloog bij het KNMI, “is dat je, om te bewijzen dat weercontrole werkt, twee precies identieke wolken nodig hebt. De ene moet je dan behandelen met je condensatiekernen, en de andere niet. Als de behandelde wolk dan gaat regenen en de andere niet, is de werking van je methode bewezen. Maar twee identieke wolken bestaan niet.” In de jaren ’70 deed men heel enthousiast onderzoek naar weercontrole, maar sindsdien is de interesse en de hoogte van investeringen alleen maar afgenomen. De enige landen die er nu nog mee pronken, lijken dat vooral te doen om een goede indruk te maken naar het buitenland toe.

Regencontrole in Londen?

Het lijkt onwaarschijnlijk dat de organisatie van de Olympische Spelen in Londen gebruik gaat maken van weercontrole. Het Met Office (de Engelse KNMI) liet eerder al aan de BBC weten niet op de hoogte te zijn van plannen daarvoor. Ook het Engelse Ministerie van Sport was ‘vrij zeker’ dat er niet over gesproken was. De weersvoorspellingen voor de eerste week lijken goed, dus er is ook geen noodzaak toe. En mochten onverhoopt toch de hemelsluizen open gaan: hoort dat niet gewoon bij de ‘Britse zomer’?

Dit artikel bevat delen van een uitgebreider artikel over het controleren van regen dat eerder op Kennislink verscheen.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 27 juli 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.