Zeven dagen vóór de aankomst van de orkaan Sandy aan de Amerikaanse kust, veranderden enkele verstoringen in de meest gevoelige punten van de atmosfeer het pad met ongeveer 322 kilometer, waardoor het richting de oceaan werd geduwd. Het gebeurde natuurlijk in een simulatie, maar het resultaat laat een verrassend pad zien: om de impact van een extreme gebeurtenis te verminderen kan het voldoende zijn om eerder en met precisie in te grijpen, waardoor de atmosferische chaos de druk versterkt.
Het idee heet meteorologisch Jiu-Jitsu en werd beschreven door Qin Huang, Moyan Liu en Upmanu Lall in een essay gepubliceerd in PLOS-water. De naam vertelt al het principe: de kracht van de tegenstander in je voordeel gebruiken. In plaats van rechtstreeks in te gaan op de enorme energie van een orkaan, zoekt de methode naar het punt en het tijdstip waarop de atmosfeer het meest kwetsbaar is voor een kleine verandering.
Sandy is het meest spectaculaire geval, maar niet het enige. In simulaties verzwakte de methode ook de koude anomalie die gepaard ging met de bevriezing in Texas in 2021 en verminderde het damptransport van een atmosferische rivier. Drie verschillende gebeurtenissen, van storm tot vorst tot extreme regen, aangepast door aan de atmosferische tandwielen te werken voordat het mechanisme zijn volledige sterkte kreeg.
Buig een storm af zonder de energie ervan direct uit te dagen
De atmosfeer is een chaotisch systeem: kleine initiële verschillen kunnen in de loop van de dag groter worden en trajecten opleveren die zeer ver uit elkaar liggen. Het is het principe dat beroemd is geworden door het zogenaamde vlindereffect, hoewel de vlinders hier worden vervangen door berekeningen, kunstmatige intelligentie en gerichte variaties in hitte en vochtigheid.
De onderzoekers identificeerden de gebieden waarin de atmosferische evolutie bijzonder gevoelig was, met behulp van wiskundige hulpmiddelen die in staat waren de snelle scheiding tussen vrijwel identieke trajecten te volgen. Op die punten pasten ze plaatselijke verstoringen toe en observeerden wat er de volgende dagen gebeurde.
De tests werden uitgevoerd met Aurora, een kunstmatig intelligentiemodel voor het voorspellen van het aardsysteem dat wordt gepresenteerd op Natuur. Aurora reconstrueerde drie meteorologische gebeurtenissen die daadwerkelijk plaatsvonden en stelde geleerden in staat hun evolutie met en zonder tussenkomst te vergelijken.
In het geval van Sandy, de orkaan die in oktober 2012 New York en New Jersey trof, werden de stormen ongeveer een week vóór de verwachte impact geïntroduceerd. Door de verandering in de atmosferische winden verschoof het traject van de cycloon geleidelijk, waardoor deze meer dan 300 kilometer verder van de kust kwam te liggen.
Een orkaan werd dus niet gestopt of in kracht verzwakt. Het pad dat de atmosfeer voor hem aan het voorbereiden was, is veranderd. Een subtiel onderscheid op papier, behoorlijk substantieel als het bewegende object honderden kilometers meet.
Van de vorst in Texas tot atmosferische rivieren
Het tweede experiment reproduceerde de koudegolf die Texas in februari 2021 trof en wijdverbreide stroomuitval en een grote infrastructuurcrisis veroorzaakte. De virtuele verstoringen wijzigden het atmosferische blok dat de afdaling van de Arctische lucht bevorderde en verminderden de minimumtemperatuurafwijking met ongeveer 10 °C.
De gegevens betekenen niet dat Texas plotseling mild zou worden. Het geeft echter aan dat de gebeurtenis binnen die simulatie een aanzienlijk deel van zijn intensiteit zou hebben verloren. In extreme situaties kunnen een paar graden een ernstige vorst scheiden van een grotere ineenstorting van netwerken, leidingen en verwarmingssystemen.
In de derde test, gewijd aan een atmosferische rivier in 2022, verminderde de methode het geïntegreerde transport van waterdamp met ongeveer 5%. Atmosferische rivieren zijn lange corridors van vocht die zeer zware neerslag kunnen veroorzaken wanneer ze land ontmoeten. Een reductie van 5% lijkt misschien bescheiden; op zulke grote hoeveelheden water verdient het op zijn minst een volledige meting.
De drie bevindingen suggereren dat het weer Jiu-Jitsu zich zou kunnen aanpassen aan verschillende verschijnselen. De beslissende voorwaarde is het vinden van een fase waarin de atmosfeer sterk reageert op beperkte interventie. Buiten dat raam riskeert het schot eenvoudigweg verloren te gaan in de lucht, een nogal gebruikelijk lot, zelfs voor de beste bedoelingen.
Hoe kon men ingrijpen in de echte atmosfeer?
In de simulaties introduceerden de onderzoekers lokale temperatuurveranderingen tussen 6,7 en 10,4 °C en vochtigheidsveranderingen tussen 2,3 en 3,4 gram per kilogram lucht. De waarden hebben betrekking op beperkte delen van het model en blijven klein in vergelijking met de totale energie van de betrokken meteorologische systemen.
Om ze met dezelfde precisie in de lucht te produceren, zijn technologieën nodig die nog moeten worden ontwikkeld. De auteurs citeren interventies die zijn geïnspireerd door cloud seeding, samen met mogelijke systemen gebaseerd op vliegtuigen, drones of andere instrumenten die in staat zijn om lokaal de hitte en vochtigheid te wijzigen.
In sommige landen wordt cloudzaaien al gebruikt om regen of sneeuw onder geschikte omstandigheden aan te moedigen. Meteorologisch Jiu-Jitsu zou een ander en breder doel hebben: ingrijpen in de stromen die een paar dagen later een gebeurtenis zullen aansturen. Het doel zou daarom ver verwijderd zijn van de plaats waar de impact zou moeten optreden.
Volgens de auteurs zou de eerste stap een test boven de oceaan kunnen zijn, op een systeem dat voorbestemd is om ver van de kusten te blijven. Satellieten, radars, peilballonnen en vliegtuigen moeten de evolutie van de atmosfeer in realtime volgen en controleren of de verstoring het verwachte effect heeft.
De Wereld Meteorologische Organisatie herinnert eraan dat het vermogen om tropische cyclonen te modificeren nog niet in het veld is aangetoond. Dit voorstel volgt echter een andere logica dan de oude pogingen om rechtstreeks op stormen in te grijpen: het zoekt naar onstabiele punten stroomopwaarts, terwijl het systeem nog steeds verschillende paden kan inslaan. Juist dit verschil maakt de simulaties interessant.
Een nieuwe vorm van klimaatpreventie
Onderzoek naar extreme gebeurtenissen heeft zich vooral gericht op het verbeteren van voorspellingen en aanpassing: vooraf weten wat er zal gebeuren, mensen evacueren, infrastructuur beschermen, steden bouwen die regen, vorst en wind beter kunnen absorberen.
Meteorologisch Jiu-Jitsu voegt nog een mogelijkheid toe: het gebruiken van voorspellingen om te proberen de gebeurtenis te wijzigen voordat deze de meest destructieve fase bereikt. Het zou een vorm van actieve preventie zijn, gecombineerd met waarschuwingssystemen en aanpassingsmaatregelen.
Dergelijke technologie zou ook zeer nauwkeurige internationale regels vereisen. Het omleiden van een storm kan het risico in het ene gebied verminderen en elders veranderen; de sfeer overschrijdt grenzen met een zekere intolerantie voor bureaucratie. Daarom hebben we overeenkomsten nodig over bevoegdheden, verantwoordelijkheid en publieke controle op interventies.
Het ENMOD-verdrag van de Verenigde Naties verbiedt al militair of vijandig gebruik van technieken voor milieumodificatie. De auteurs stellen een transparant en geleidelijk pad voor, met meer simulaties, onafhankelijke verificaties en eerste experimenten die beperkt zijn tot veilige omstandigheden.
Meteorologisch Jiu-Jitsu is nog steeds een voorstel gebouwd binnen numerieke modellen, maar het heeft aangetoond dat een orkaan een andere weg kan inslaan zonder zijn volledige kracht te moeten tegenwerken. Sandy is, althans in de computer, teruggekeerd naar de zee. Nu moeten we begrijpen of de lucht dezelfde beweging kan leren.
