Naar de content

Rekenen aan popcornbuien in Afrika

TU Delft

Wetenschappers ontwikkelen betere weermodellen voor Afrika. Daarmee kunnen ze waarschuwen tegen overstromingen en mislukte oogsten voorkomen. Ze roepen iedereen met een computer op om wat rekenkracht beschikbaar te stellen.

17 januari 2020

Flinke regenval waardoor plantjes verzuipen of juist extreme droogte die al het leven uit verbouwde groente zuigt. Het zijn twee voorbeelden die laten zien waarom het weer zo’n belangrijke rol speelt in Afrika, het continent waar nog veel armoede en honger heerst. Het weer kan er extreem en meedogenloos zijn. Juist een betere weersvoorspelling kan daarom een groot verschil maken. Als boeren weten wat voor weer het wordt, houden ze daar rekening mee. Bijvoorbeeld door al eerder gewassen te oogsten of later te gaan zaaien.

Wetenschappers, waaronder die van de TU Delft, werken daarom aan een beter weermodel. “Ook in Nederland gebruiken wij weermodellen om voorspellingen te maken. Het KNMI doet dat bijvoorbeeld”, zegt hoogleraar watermanagement Nick van de Giesen van de TU Delft. “We willen iets soortgelijks doen voor Afrika. Dat gebeurt met computermodellen waarvoor veel rekenkracht nodig is om alle informatie te verwerken. Eigenlijk heb je een soort supercomputer nodig, want het gebied is heel groot en er zijn daardoor heel veel gegevens.”

Zomerse stortbuien voorspellen

Maar een supercomputer hebben de wetenschappers niet tot hun beschikking. Ze roepen daarom de hulp in van iedereen die thuis een computer heeft staan, om een stukje rekenkracht beschikbaar te stellen aan het project. Jouw computer wordt dan ingezet om berekeningen te maken op momenten dat je het apparaat zelf niet gebruikt.

Omdat zoveel berekeningen nodig zijn voor zo’n groot gebied verdelen de wetenschappers het oppervlak in kleine stukjes. “Bij al deze gebieden gaan we aan de hand van de berekeningen na hoe hard het ergens waait, wat de temperatuur en de luchtdruk is en of het regent en hoe hard”, legt Van de Giesen uit. “Het model weet steeds wat er aan de randen van zo’n gebied gebeurt. Het gebruikt die informatie om een inschatting te maken van wat er binnen dit deel aan de hand is.”

Nu al zijn er een aantal weermodellen die over de hele wereld die informatie geven. Maar ze zijn niet gedetailleerd genoeg, volgens Van de Giesen. Ze geven op een schaal van dertig bij dertig kilometer het weer aan. “Dat is te grof. Wij willen het fijner weten, op een gebied van een kilometer bij een kilometer. Dat is nodig om zomerse stortbuien op te sporen. Die richten veel schade aan, maar vallen zeer lokaal. Het zijn popcornbuien, die zomaar oppoppen.”

Afrikaanse weerstations

Het bedrijf IBM ondersteunt de berekeningen een jaar lang binnen hun zogeheten world community grid. “We willen ontdekken of we een nieuw weermodel op kunnen zetten en nagaan hoe goed en nauwkeurig alle informatie is die we gaan verzamelen”, zegt de wetenschapper.

Daarbij komen ook de weerstations van pas, die al in Afrika staan. Al jaren werken de TU Delft en het Amerikaanse Oregon State University samen binnen het project TAHMO om het continent van meer weerstations te voorzien. Ook die moeten leiden tot een betere weersvoorspelling. Ze meten onder meer de windsnelheid, temperatuur, regenval en luchtdruk. “Je hebt deze gegevens ook nodig om goede voorspellingen te maken”, zegt Frank Annor. Hij is afkomstig uit Ghana en bij TAHMO verantwoordelijk voor het veldwerk en de strategische planning in Afrika. “Bovendien moet je een model kunnen verifiëren. Als je een weermodel maakt, dan heb je betrouwbare data nodig om te checken of alle gegevens kloppen. Daarvoor zorgen de weerstations.”

In Afrika staan momenteel zo’n zeshonderd weerstations. TAHMO wil de komende jaren opschalen naar tweeduizend exemplaren om het weer beter te begrijpen en te voorspellen. Hier installeren twee mannen een weerstation in Oeganda.

 TU Delft

De apparaatjes zijn vooral te vinden bij scholen, waar leerlingen ze onderhouden en leraren ze gebruiken tijdens de lessen. “Zij gebruiken de meetgegevens ook om sommen te maken, waarmee leerlingen leren rekenen”, legt Annor uit. “Op Afrikaanse universiteiten ontwikkelen wetenschappers nieuwe onderdelen voor de weerstations, zoals een sensor die de bliksem opmerkt.”

Afrika onder de Sahara wordt voor het project in 35609 cellen verdeeld, die stuk voor stuk berekend worden. Dit moet leiden tot een beter weermodel.

 TU Delft

Waarschuwen voor overstromingen

De verzamelde gegevens laten ook zien hoe het klimaat verandert, zegt Van de Giesen. “Een aantal stations staat er al zo’n vier jaar. Het geeft ons over die periode betrouwbare data en die zetten we in om veranderingen in het klimaat te onderzoeken”, laat hij weten.

In Afrika zijn nu zeshonderd weerstations in 21 landen. “We willen er nog veel meer maken, het liefst duizenden (zie kader – red.), om betere voorspellingen te maken”, aldus Annor. “In Kenia ondersteunen de meetstations al een waarschuwingssysteem voor overstromingen. En in Ghana krijgen boeren een tip als regen verwacht wordt in het zaai-seizoen. Dan kunnen ze het beste zo snel mogelijk zaaien en is de kans op een goede oogst groter. Door meer te meten en die informatie te delen maken we op die manier echt een verschil.”

Twintigduizend meetstations?

Zes jaar geleden sprak TAHMO op onze website uit om maar liefst twintigduizend meetstations te willen bouwen in Afrika. Met de tot dusver gebouwde zesduizend meetstations komt het project daarbij nog niet in de buurt. “We waren te ambitieus en onderschatten dat het veel werk was om ze te maken, te onderhouden en een netwerk op te bouwen. Nu hopen we de komende jaren zo’n drieduizend exemplaren te maken. Wij zijn nu al de grootste organisatie die gegevens van het weer verzamelt in Afrika en dat willen we verder uitbouwen”, zegt Annor.

ReactiesReageer