Hevige stormen en zware regenval, beiden het resultaat van een steeds verder veranderend klimaat, vormen een steeds groter risico voor de samenleving. Sterker nog, naar schatting leidt extreem weer alleen al in Nederland tot 745 miljoen euro schade per jaar. Eén van de grootste problemen met extreme weersomstandigheden is echter dat we ze nog steeds slecht begrijpen. Dankzij het nieuwe PHARA-project, dat voor 3,5 miljoen euro wordt gefinancierd door NWO, kan daar verandering in komen. PHARA wil een 3D-weerradar maken die – als eerste in zijn soort – het groeiproces van wolkendeeltjes kan meten.
"Gewoonlijk geven weerradars slechts een 2D-beeld van wolken, wat betekent dat zij de dichtheid van wolkendeeltjes op een specifieke tijd en plaats weergeven," legt professor Olexander Yarovyi uit, die het PHARA-project leidt. "Door dit beeld echter te upgraden naar een 3D-versie, met een verticaal profiel van de wolk door de tijd heen, kunnen we beter begrijpen hoe de deeltjes bewegen, botsen en samensmelten. Dit geeft ons voor het eerst inzicht in het potentieel extreme gedrag van stormen."
De eerste, directe uitdaging voor het PHARA-project is ongetwijfeld het bouwen van de radar zelf. Om de doelstellingen van het project te bereiken, moet een multi-beam volledig polarimetrische radar met zowel mechanische als elektronische bundelscanning worden ontwikkeld en gerealiseerd. Vervolgens moet een reeks specifieke algoritmen worden ontwikkeld, beginnend met meervoudige orthogonale bundelvorming, tot en met de extractie van meteorologische parameters, die uiteraard ook in de radar moeten worden ingebouwd. Een digitale "backbone", die zeer hoge datasnelheden kan ondersteunen, zal worden gerealiseerd voor de verwerving, opslag en distributie van de data. De radar moet op een verplaatsbaar platform worden gebouwd, zodat hij op verschillende plaatsen kan worden opgesteld. Deze mobiliteit zal ervoor zorgen dat de radar snel gegevens kan verzamelen over opkomende en mogelijk dreigende stormen. Bovendien moet de radar stevig genoeg zijn om bestand te zijn tegen zware weersomstandigheden, zoals hevige wind en zware regen, die gewoonlijk gepaard gaan met het monitoren van een storm.
Het PHARA-project is een grote teamprestatie, waarbij de TU Delft en haar faculteiten EWI en CiTG een belangrijke rol spelen, samen met vele andere organisaties: TU Eindhoven, TNO, Robin Radar, Astron, KNMI en de Rijksuniversiteit Groningen. Elk lid van het team brengt een specifieke specialisatie aan boord, van productie tot meteorologische expertise.
De tweede uitdaging voor het PHARA-projectteam is de ontwikkeling van de instrumenten en modellen die nodig zijn om het gedrag van wolkendeeltjes, hun beweging en hun groei te berekenen. Dit vereist nauwe samenwerking tussen alle partners, zodat het team optimaal profijt heeft van elkaars expertise. Door de kennis van de verschillende teamleden te combineren, wil het PHARA-project uitgebreid inzicht krijgen in het gedrag van wolken en stormen en de factoren die daarop van invloed zijn.
Ten slotte is de derde uitdaging voor het PHARA-project de ontwikkeling van een interface die goed integreert met het reeds bestaande Nederlandse meteorologische ecosysteem. Eén van de belangrijkste doelstellingen van het project is dat PHARA bruikbaar is voor iedereen die betrokken is bij weersvoorspellingen. Hiervoor is een team van deskundigen op het gebied van computertechniek en gegevensanalyse nodig, die nauw zullen samenwerken met radarontwerpers en meteorologen om ervoor te zorgen dat de interface voldoet aan de behoeften van het PHARA-project.
"Kortom, het PHARA-project biedt een prachtige kans om ons begrip van extreem weer, en de mogelijke gevolgen daarvan voor de samenleving, te verbeteren," vat Olexander Yarovyi samen.