Vier keer blazen tegen een orkaan

Gieljan de Vries

2021-09-01 11:00:00

orkaan Ida

Afgelopen zondag kwam orkaan Ida aan land in Louisiana. Is zo’n megastorm te stoppen, en zo ja, hoe?

De straten staan blank en rond New Orleans zitten twee miljoen mensen zonder water, licht of riolering: orkaan Ida richtte enorme schade aan toen die zondag 29 augustus aan land kwam in de Amerikaanse staat Louisiana. Kun je een orkaan afzwakken en zo de ravage beperken? We zetten vier onderzoeksvoorstellen op een rij.

Lees ook:

Warmtemotor

Toen orkaan Ida in de VS aan land kwam, was het een monster van de op een na zwaarste categorie. Die categorie van 1 tot 5 geeft aan hoe groot een orkaan is en hoe snel de stormwind gaat. Nog sterker dan Ida (windsnelheid: 215 kilometer per uur) waren de orkanen Katrina uit 2005 en Maria uit 2017 (allebei 280 kilometer per uur). Die laatste veroorzaakte immense schade op Puerto Rico.

Om een orkaan af te zwakken, moet je zijn motor stilleggen: het centrale oog, waar zeewater van meer dan 26 graden Celsius de bovenliggende lucht verwarmt. Die stijgt op, waardoor de luchtdruk daalt en er uit de wijde omtrek wind naar het oog waait. Een warmtemotor dus, die loopt op het temperatuurverschil tussen warm zeewater en koude lucht. Wie zand in de motor wil strooien, moet iets doen aan de temperatuur, de onderdruk of de wind naar het oog.

orkaan
De motor van een orkaan is opstijgende lucht boven warm zeewater, die voortdurend nieuwe lucht aanzuigt. © NASA

1) Luchtweerstand

Wil je een orkaan afzwakken, redeneert hoogleraar civiele en milieutechniek Mark Z. Jacobson aan de Universiteit van Stanford, dan moet je de luchtaanvoer naar het centrale oog blokkeren. Een gemiddelde orkaan is wel 500 kilometer breed en om de rem te zetten op zoveel lucht, denkt Jacobson aan gigantische windparken van tienduizenden turbines langs de kust.

“Zulke windturbines vertragen volgens ons model de buitenste rotatiewinden van een orkaan,” zegt Jacobson in een persbericht uit 2014. “Daardoor worden golven minder hoog, beweegt er minder lucht naar het centrum van de orkaan en neemt de centrale druk toe. Op zijn beurt vertragen daardoor de winden van de hele orkaan en verdwijnt die sneller.”

Jacobson publiceerde zijn rekenmodel in het wetenschapsblad Nature Climate Change. Volgens zijn berekeningen had een windpark van 78.000 turbines de wind van orkaan Katrina 129 tot 158 kilometer per uur langzamer gemaakt, en de stormvloed wel 79 procent kleiner. Nederlands grootste park heeft echter maar 94 turbines.

Als Jacobsons plan al zou werken, dan alleen met flinke investeringen en risico’s. Zijn windpark van 300 gigawatt beslaat een derde van de Amerikaanse stroomvraag, dus als de wind wisselt, levert dat enorme tekorten of juist overschotten.

2) Olie op de golven

Olie op het vuur gooien is geen goed idee, maar gooi je olie op een woeste zee, dan kalmeren de golven. De substantie spreidt zich namelijk uit tot een laagje van één oliemolecuul dik, met een hogere oppervlaktespanning tot gevolg. Dat remt de golven – en misschien ook orkanen, denkt wiskundige Alexandre Chorin van de Universiteit van Berkeley. Een olielaag zorgt namelijk ook voor minder waterdruppels in de lucht, en die werken volgens Chorin als smeerolie tussen het water en de langsrazende lucht.

Betekenen minder luchtdruppels meer weerstand voor de aanstormende wind van een orkaan? Het klinkt mooi in theorie, maar in de praktijk zou je duizenden vierkante kilometers zee moeten besproeien met olie. Los van de kosten – die misschien wel opwegen tegen de ravage van een ongetemde orkaan – vormt al die olie een flinke aanslag op het milieu. “Een dun olielaagje is niet bestand tegen de hoge golven en windstoten van een orkaan” reageert meteoroloog Neal Dorst op Chorins idee. “En als je een kunststof laag ontwikkelt die dat geweld wél aankan, gaat er onvermijdelijk zeeleven dood. Het klinkt als een recept voor een enorme ecologische ramp.”

3) Kernkracht

Kennelijk leeft de vraag nogal: kun je een orkaan uitblazen met een kernexplosie? De Amerikaanse meteorologische dienst NOAA krijgt die vraag zó vaak, dat ze er een aparte webpagina over hebben. In het kort is het antwoord nee. En niet alleen vanwege de radioactieve fall-out die in zee en aan land zou waaien. Je zou kil kunnen redeneren dat die niet opweegt tegen de waanzinnige ravage die een orkaan aanricht. Maar een kernbom is simpelweg veel te zwak om iets uit te richten tegen dit natuurgeweld.

Neem een orkaan van de zwaarste categorie 5 met een oog van veertig kilometer doorsnee, rekent NOAA voor. Daar zorgt warme, opstijgende lucht voor een lage druk die wind uit de omgeving aanzuigt. Een kernexplosie in het oog veroorzaakt een korte schokgolf, maar daarna daalt de luchtdruk meteen weer. Zelfs een kernexplosie laat een orkaan maar eventjes hikken.

4) Waterkoeler

Goed beschouwd is wind niet de oorzaak van een orkaan; dat is het warme oppervlaktewater in het oog van de orkaan. Wie het water kan koelen, berooft een orkaan van zijn brandstof. Met steun van Bill Gates werkte klimaatonderzoeker Ken Caldeira (Carnegie-instituut, Washington) daarom patenten uit voor boten die de oceaan in het pad van een orkaan afkoelen door koud water op te pompen.

Scepsis genoeg bij dit idee. Zo’n orkaanbarrière van koud water zou minstens 155 vierkante kilometer moeten beslaan om een orkaan maar een halve categorie af te zwakken, denkt Philip Kithil van het bij dit project betrokken bedrijf Amocean in Santa Fe. Orkaanexpert Kerry Emanuel van het MIT, in hetzelfde interview: “Met genoeg pompen zou je iets van een remmend effect moeten zien. Dat moet dan wel op een enorme schaal, maar in principe is het mogelijk”.

Waarschuwen

Orkanen afremmen is bijna zo lastig als geo-engineering om het hele klimaat aan te passen; verwacht er voorlopig maar niets van. Geen wonder dat NOAA meer ziet in vroeg voorspellen waar orkanen aan land komen om de inwoners op tijd te waarschuwen. Samen met stevige dijken tegen de stormvloed kan daardoor de ergste schade worden voorkomen.

Bronnen: Nature Climate Change, Berkeley Lab, NOAA, USA Today (pdf)

Beeld: Orkaan Ida op 29 augustus, ten zuidwesten van de kust van Louisiana. © NASA

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE







Meer Nieuws

Nieuwste editie

Met onder andere: Militair maatwerk - Bibberend of zwetend naar de top - De kracht van de kudde