Het is een gouden tijd voor aardobservatie: satellieten voorzien ons van ongekende hoeveelheden data. Klimaatonderzoeker Stef Lhermitte maakt daar dankbaar gebruik van, want hoe goed onze modellen al zijn, er zitten nog genoeg onzekerheden in ook.

Het meest recente rapport van het International Panel for Climate Change (IPCC) voorspelde een gemiddelde zeespiegelstijging van 20 centimeter in 2050, maar de onzekerheid in de cijfers is groot, vooral voor de voorspellingen naar het einde van de eeuw toe. Een van de oorzaken daarvan is dat we nog niet genoeg weten over de invloed die de ijskappen op Antarctica en Groenland gaan hebben op de zeespiegelstijging. “Het zijn alleszins twee slapende reuzen”, zegt Stef Lhermitte. “De vraag is momenteel hoeveel en hoe snel die onder invloed van klimaatverandering aan de zeespiegelstijging gaan bijdragen. Die bijdrage verschilt nu naar gelang het model dat je gebruikt. Daar probeer ik met mijn onderzoek meer eenduidigheid in te brengen.”

IJsplaten

Een belangrijke rol is daarbij weggelegd voor de ijsplaten, het deel van de ijskappen dat in zee uitsteekt. “Een ijsplaat zelf heeft geen directe invloed op de zeespiegel, want hij drijft er al bovenop. De invloed is indirect, want ijsplaten houden als het ware de ijskappen op hun plaats en vertragen zo de zeespiegelstijging”, zegt Lhermitte. “We weten wel dat deze ijsplaten snel kunnen desintegreren, soms wel in een paar weken tijd. Daar hebben we de afgelopen jaren op het Antarctisch schiereiland enkele voorbeelden van gezien. Daarin spelen kleinschalige processen een rol, die dus potentieel grote gevolgen hebben. Die zitten echter nu nog op zo’n eenvoudige manier in onze modellen, dat we er geen goede voorspellingen voor kunnen doen. Met behulp van satellietbeelden probeer ik te doorgronden hoe die kleinschalige processen op elkaar inspelen.” Lhermitte kijkt dan bijvoorbeeld naar sneeuwprocessen.

“Als sneeuw smelt, komt het ijs dat eronder zit, of de landmassa zelf, tevoorschijn. Dat is donkerder en reflecteert minder zonlicht dan de verse sneeuw, waardoor de sneeuw nog verder zal smelten, een zelfversterkend effect.” En een krimpend sneeuwdek kan ook weer minder smeltwater vanaf de ijskappen opnemen. “Sneeuw werkt als een spons en absorbeert smeltwater dat dan de zee nog niet instroomt.” Naarmate de sneeuw verder verzadigd raakt, zullen zich plassen op en onder het ijs vormen, die ook weer een risico vormen voor de stabiliteit van de ijsplaat.

Big data

Het goede nieuws is dat dit alles steeds beter in kaart kan worden gebracht met behulp van remote sensing. “Er is zoveel veranderd aan de technologische kant de laatste jaren. Er zijn meer satellieten en dus veel meer verschillende databronnen, die ook nog eens veel betrouwbaarder zijn. Die vooruitgang is enorm en daarmee dienen zich allerlei nieuwe kansen aan.” Dat brengt ook nieuwe uitdagingen met zich mee. “De grootste uitdaging is denk ik om al die databronnen verwerkt te krijgen en die zondvloed aan big data te vertalen in betekenisvolle informatie”, stelt Lhermitte. “De vraag is dan of je met twee of meer gecombineerde datasets meer kunt zien dan de afzonderlijke, dus of het geheel meer is dan de som der delen. Gelukkig ontstaan er ook hele nieuwe platformen om al die data te verwerken; ik ben nu aan het kijken hoe we die kunnen inzetten.”

Het is een wereld verwijderd van toen hij zijn carrière begon. “Vroeger kon je één beeld tegelijk downloaden en was je altijd in de weer met harddisks. Nu heb je hele satellietdata-archieven die je gewoon in de Cloud kunt benaderen”, vertelt Lhermitte, die voor het eerst in aanraking kwam met remote sensing tijdens zijn afstuderen als bio-ingenieur. “Mijn thesis ging over suikerriet in Cuba, waarvoor ik biologische processen observeerde met satellieten. Mijn afstudeerbegeleider vroeg me vervolgens promotieonderzoek te doen naar bosbranden in Afrika. Dat onderwerp trok me enorm, het promoveren was voor mij eigenlijk maar bijzaak.” Op het einde van z’n PhD-traject wilde Lhermitte ook weer graag naar het buitenland. Even leek het erop dat hij daardoor niet zou verdergaan in de wetenschap, maar een aanstelling bij het Center for Advanced Research in Arid Zones (CEAZA) in Chili bracht hem op andere gedachten.

Verschillende sleutels

Bij CEAZA was hij als enige satellietexpert onderdeel van een multidisciplinair team. “Ik werkte met oceanografen, biologen en glaciologen, die allemaal iets anders wilden: kijken naar zeestromingen of plantengroei of sneeuwval in de bergen. Daar moest ik dan de satellietbeelden bij verzorgen. Dat heeft me met een brede bril leren kijken”, zegt hij. “Ik vond het leuk om de verschillende sleutels te vinden om die informatie te ontsluiten. De ene satelliet ziet de atmosfeer, de andere het land, de ene ziet meer details en de andere levert meer frequente beelden. Multi-source sensing noemen we dat.”

Vandaag de dag houdt hij zich nog steeds bezig met multi-source sensing, al had het ook anders kunnen lopen. “Er zat niet zo’n vooropgezet plan achter mijn carrière. In de wetenschap moet je hard je best doen, maar je moet ook wel het geluk hebben dat de puzzelstukjes op het juiste moment in elkaar vallen. Dat is bij mij wel gebeurd.” Dan doelt hij met name op de twee reizen naar Antarctica die hij de afgelopen jaren maakte. “Dat was als een droom die uitkwam; er zijn maar heel weinig mensen die zo’n kans krijgen. Het is een prachtig stuk natuur, eindeloos wit en groot. Het was een hele rijke ervaring”, memoreert Lhermitte.

“Antarctica is gigantisch groot en weinig toegankelijk. Daarom weten we veel, maar ook heel veel nog niet. Pas dankzij onze satellietbeelden beginnen we het continent beter te begrijpen, daarom zijn die zo belangrijk.” Satellietwaarnemingen moeten echter ook gekalibreerd worden en daarvoor moet je naar het gebied zelf. “Je wil zeker weten dat wat je vanuit de ruimte ziet, klopt. Daarom namen we bijvoorbeeld stalen om sneeuweigenschappen als korrelgrootte te meten. We reden ook rond met een radarslee om onder de sneeuw te kijken. Dat was eigenlijk heel eentonig. Ik moest eindeloos heen en weer rijden met een snelheid van minder dan tien kilometer per uur, omdat je alleen dan betrouwbare metingen krijgt.”

Ontdekkingsreiziger

Verder waren de expedities verre van saai te noemen. “We kwamen op plekken waar nog nooit iemand geweest is en hebben dingen gezien waarvan we niet wisten dat ze bestonden. We hebben bijvoorbeeld een ondergronds netwerk van smeltwaterrivieren gevonden. Dat was voor veel mensen een eyeopener en het geeft ook wel aan dat we nog maar weinig weten over Antarctica. We weten misschien wel meer over de maan”, vertelt Lhermitte. Toch moesten ook hier de puzzelstukjes op hun plaats vallen. “Ik had op mijn satellietbeelden gezien dat er water moest zijn, maar twee weken lang vonden we niks. Toen we een GoPro in een boorgat staken, zagen we opeens water. We hadden er al dagenlang overheen gelopen. Dat is natuurlijk ook wat dit zo’n interessant deel van het onderzoek maakt; het balanceert tussen wetenschap en ontdekkingsreizen.”

Intussen houdt Lhermitte zich weer vanachter zijn bureau bezig met het bestuderen van satellietbeelden en het interpreteren ervan, iets wat hij met veel plezier doet. Het brengt hem ook regelmatig in de media. “Als er iets is dat mij intrigeert dan zoek ik daar de satellietbeelden bij en post dan een animatie op Twitter”, zegt Lhermitte. Zijn doel is dan vaak om zijn observatie binnen de wetenschappelijke gemeenschap te delen, maar zulke tweets kunnen een heel eigen leven gaan leiden. “Als er een ijsberg afbreekt geeft dat altijd een enorme media-aandacht, terwijl dat niet noodzakelijk een probleem is. Een ijsberg is net een vingernagel; hij groeit aan een kant en je knipt hem er aan de andere kant weer af”, zegt hij. “Ik probeer altijd de context er wel bij te geven als de pers belt, maar je merkt dat veel andere media zo’n stuk dan overnemen zonder context en als clickbait gebruiken.” Het zal hem er niet van weerhouden zijn bevindingen te blijven delen. “Mijn rol op sociale media is gedreven door nieuwsgierigheid. Gebeurt er morgen iets op de oceaan, dan is de kans groot dat ik als eerste kijk of er beelden van zijn en die dan deel.”

IJsberen

Lhermitte vindt het belangrijk om als wetenschapper tussen de mensen te blijven staan. “Daar is niet iedere wetenschapper voor te vinden en dat is ook niet erg; iemand als Einstein heeft waarschijnlijk veel meer aan de wetenschap bijgedragen vanuit zijn werkkamer dan op het lezingencircuit”, zegt hij. Zelf ontmoet hij het hele spectrum van de samenleving: van lagere scholen, tot brugklassers, tot gepensioneerden. “Ik vertel ze hoe klimaatverandering werkt en wat mijn niche in het onderzoek is.”

Het geeft hem ook inzicht in wat mensen weten en welke vragen er leven, al kunnen die soms wat clichématig zijn. “Als ik vertel dat ik op Antarctica geweest ben, willen mensen drie dingen weten. Was het koud? Heb je pinguïns gezien? En heb je ijsberen gezien? Bij die laatste vraag gaat het dan al fout, want die leven op de Noordpool. De algemene kennis van de polen is niet zo groot, maar dat is ook niet vreemd.”

Aan de kennis over klimaatverandering schort ook nog wel eens wat. “Wat me opvalt in de klimaatdiscussie is dat er vaak heel bewust met desinformatie gestrooid wordt”, vindt Lhermitte. Om meer duidelijkheid in die publieke discussie te brengen, publiceerde de TU Delft in 2019 haar visie op klimaatverandering, Climate Action. “Ik denk dat we de eerste universiteit zijn die op zo’n manier stelling heeft genomen. In het Nederlandse universitaire landschap is dat heel bijzonder. Het gaat veel verder dan de mening van de individuele wetenschapper; het is een bevestiging van wat we gezamenlijk weten. Het is eigenlijk jammer dat het nodig is, maar ik ben er trots op dat de TU Delft dat gedaan heeft.”

In de wetenschap moet je hard je best doen, maar je moet ook wel het geluk hebben dat de puzzelstukjes op het juiste moment in elkaar vallen

Health & Care
Energy Transition
Climate Action
Urbanisation & Mobility
Digital Society

Het meest recente rapport van het International Panel for Climate Change (IPCC) voorspelde een gemiddelde zeespiegelstijging van 20 centimeter in 2050, maar de onzekerheid in de cijfers is groot, vooral voor de voorspellingen naar het einde van de eeuw toe. Een van de oorzaken daarvan is dat we nog niet genoeg weten over de invloed die de ijskappen op Antarctica en Groenland gaan hebben op de zeespiegelstijging. “Het zijn alleszins twee slapende reuzen”, zegt Stef Lhermitte. “De vraag is momenteel hoeveel en hoe snel die onder invloed van klimaatverandering aan de zeespiegelstijging gaan bijdragen. Die bijdrage verschilt nu naar gelang het model dat je gebruikt. Daar probeer ik met mijn onderzoek meer eenduidigheid in te brengen.”

IJsplaten

Een belangrijke rol is daarbij weggelegd voor de ijsplaten, het deel van de ijskappen dat in zee uitsteekt. “Een ijsplaat zelf heeft geen directe invloed op de zeespiegel, want hij drijft er al bovenop. De invloed is indirect, want ijsplaten houden als het ware de ijskappen op hun plaats en vertragen zo de zeespiegelstijging”, zegt Lhermitte. “We weten wel dat deze ijsplaten snel kunnen desintegreren, soms wel in een paar weken tijd. Daar hebben we de afgelopen jaren op het Antarctisch schiereiland enkele voorbeelden van gezien. Daarin spelen kleinschalige processen een rol, die dus potentieel grote gevolgen hebben. Die zitten echter nu nog op zo’n eenvoudige manier in onze modellen, dat we er geen goede voorspellingen voor kunnen doen. Met behulp van satellietbeelden probeer ik te doorgronden hoe die kleinschalige processen op elkaar inspelen.” Lhermitte kijkt dan bijvoorbeeld naar sneeuwprocessen.

“Als sneeuw smelt, komt het ijs dat eronder zit, of de landmassa zelf, tevoorschijn. Dat is donkerder en reflecteert minder zonlicht dan de verse sneeuw, waardoor de sneeuw nog verder zal smelten, een zelfversterkend effect.” En een krimpend sneeuwdek kan ook weer minder smeltwater vanaf de ijskappen opnemen. “Sneeuw werkt als een spons en absorbeert smeltwater dat dan de zee nog niet instroomt.” Naarmate de sneeuw verder verzadigd raakt, zullen zich plassen op en onder het ijs vormen, die ook weer een risico vormen voor de stabiliteit van de ijsplaat.

Big data

Het goede nieuws is dat dit alles steeds beter in kaart kan worden gebracht met behulp van remote sensing. “Er is zoveel veranderd aan de technologische kant de laatste jaren. Er zijn meer satellieten en dus veel meer verschillende databronnen, die ook nog eens veel betrouwbaarder zijn. Die vooruitgang is enorm en daarmee dienen zich allerlei nieuwe kansen aan.” Dat brengt ook nieuwe uitdagingen met zich mee. “De grootste uitdaging is denk ik om al die databronnen verwerkt te krijgen en die zondvloed aan big data te vertalen in betekenisvolle informatie”, stelt Lhermitte. “De vraag is dan of je met twee of meer gecombineerde datasets meer kunt zien dan de afzonderlijke, dus of het geheel meer is dan de som der delen. Gelukkig ontstaan er ook hele nieuwe platformen om al die data te verwerken; ik ben nu aan het kijken hoe we die kunnen inzetten.”

Het is een wereld verwijderd van toen hij zijn carrière begon. “Vroeger kon je één beeld tegelijk downloaden en was je altijd in de weer met harddisks. Nu heb je hele satellietdata-archieven die je gewoon in de Cloud kunt benaderen”, vertelt Lhermitte, die voor het eerst in aanraking kwam met remote sensing tijdens zijn afstuderen als bio-ingenieur. “Mijn thesis ging over suikerriet in Cuba, waarvoor ik biologische processen observeerde met satellieten. Mijn afstudeerbegeleider vroeg me vervolgens promotieonderzoek te doen naar bosbranden in Afrika. Dat onderwerp trok me enorm, het promoveren was voor mij eigenlijk maar bijzaak.” Op het einde van z’n PhD-traject wilde Lhermitte ook weer graag naar het buitenland. Even leek het erop dat hij daardoor niet zou verdergaan in de wetenschap, maar een aanstelling bij het Center for Advanced Research in Arid Zones (CEAZA) in Chili bracht hem op andere gedachten.

Verschillende sleutels

Bij CEAZA was hij als enige satellietexpert onderdeel van een multidisciplinair team. “Ik werkte met oceanografen, biologen en glaciologen, die allemaal iets anders wilden: kijken naar zeestromingen of plantengroei of sneeuwval in de bergen. Daar moest ik dan de satellietbeelden bij verzorgen. Dat heeft me met een brede bril leren kijken”, zegt hij. “Ik vond het leuk om de verschillende sleutels te vinden om die informatie te ontsluiten. De ene satelliet ziet de atmosfeer, de andere het land, de ene ziet meer details en de andere levert meer frequente beelden. Multi-source sensing noemen we dat.”

Vandaag de dag houdt hij zich nog steeds bezig met multi-source sensing, al had het ook anders kunnen lopen. “Er zat niet zo’n vooropgezet plan achter mijn carrière. In de wetenschap moet je hard je best doen, maar je moet ook wel het geluk hebben dat de puzzelstukjes op het juiste moment in elkaar vallen. Dat is bij mij wel gebeurd.” Dan doelt hij met name op de twee reizen naar Antarctica die hij de afgelopen jaren maakte. “Dat was als een droom die uitkwam; er zijn maar heel weinig mensen die zo’n kans krijgen. Het is een prachtig stuk natuur, eindeloos wit en groot. Het was een hele rijke ervaring”, memoreert Lhermitte.

“Antarctica is gigantisch groot en weinig toegankelijk. Daarom weten we veel, maar ook heel veel nog niet. Pas dankzij onze satellietbeelden beginnen we het continent beter te begrijpen, daarom zijn die zo belangrijk.” Satellietwaarnemingen moeten echter ook gekalibreerd worden en daarvoor moet je naar het gebied zelf. “Je wil zeker weten dat wat je vanuit de ruimte ziet, klopt. Daarom namen we bijvoorbeeld stalen om sneeuweigenschappen als korrelgrootte te meten. We reden ook rond met een radarslee om onder de sneeuw te kijken. Dat was eigenlijk heel eentonig. Ik moest eindeloos heen en weer rijden met een snelheid van minder dan tien kilometer per uur, omdat je alleen dan betrouwbare metingen krijgt.”

Ontdekkingsreiziger

Verder waren de expedities verre van saai te noemen. “We kwamen op plekken waar nog nooit iemand geweest is en hebben dingen gezien waarvan we niet wisten dat ze bestonden. We hebben bijvoorbeeld een ondergronds netwerk van smeltwaterrivieren gevonden. Dat was voor veel mensen een eyeopener en het geeft ook wel aan dat we nog maar weinig weten over Antarctica. We weten misschien wel meer over de maan”, vertelt Lhermitte. Toch moesten ook hier de puzzelstukjes op hun plaats vallen. “Ik had op mijn satellietbeelden gezien dat er water moest zijn, maar twee weken lang vonden we niks. Toen we een GoPro in een boorgat staken, zagen we opeens water. We hadden er al dagenlang overheen gelopen. Dat is natuurlijk ook wat dit zo’n interessant deel van het onderzoek maakt; het balanceert tussen wetenschap en ontdekkingsreizen.”

Intussen houdt Lhermitte zich weer vanachter zijn bureau bezig met het bestuderen van satellietbeelden en het interpreteren ervan, iets wat hij met veel plezier doet. Het brengt hem ook regelmatig in de media. “Als er iets is dat mij intrigeert dan zoek ik daar de satellietbeelden bij en post dan een animatie op Twitter”, zegt Lhermitte. Zijn doel is dan vaak om zijn observatie binnen de wetenschappelijke gemeenschap te delen, maar zulke tweets kunnen een heel eigen leven gaan leiden. “Als er een ijsberg afbreekt geeft dat altijd een enorme media-aandacht, terwijl dat niet noodzakelijk een probleem is. Een ijsberg is net een vingernagel; hij groeit aan een kant en je knipt hem er aan de andere kant weer af”, zegt hij. “Ik probeer altijd de context er wel bij te geven als de pers belt, maar je merkt dat veel andere media zo’n stuk dan overnemen zonder context en als clickbait gebruiken.” Het zal hem er niet van weerhouden zijn bevindingen te blijven delen. “Mijn rol op sociale media is gedreven door nieuwsgierigheid. Gebeurt er morgen iets op de oceaan, dan is de kans groot dat ik als eerste kijk of er beelden van zijn en die dan deel.”

IJsberen

Lhermitte vindt het belangrijk om als wetenschapper tussen de mensen te blijven staan. “Daar is niet iedere wetenschapper voor te vinden en dat is ook niet erg; iemand als Einstein heeft waarschijnlijk veel meer aan de wetenschap bijgedragen vanuit zijn werkkamer dan op het lezingencircuit”, zegt hij. Zelf ontmoet hij het hele spectrum van de samenleving: van lagere scholen, tot brugklassers, tot gepensioneerden. “Ik vertel ze hoe klimaatverandering werkt en wat mijn niche in het onderzoek is.”

Het geeft hem ook inzicht in wat mensen weten en welke vragen er leven, al kunnen die soms wat clichématig zijn. “Als ik vertel dat ik op Antarctica geweest ben, willen mensen drie dingen weten. Was het koud? Heb je pinguïns gezien? En heb je ijsberen gezien? Bij die laatste vraag gaat het dan al fout, want die leven op de Noordpool. De algemene kennis van de polen is niet zo groot, maar dat is ook niet vreemd.”

Aan de kennis over klimaatverandering schort ook nog wel eens wat. “Wat me opvalt in de klimaatdiscussie is dat er vaak heel bewust met desinformatie gestrooid wordt”, vindt Lhermitte. Om meer duidelijkheid in die publieke discussie te brengen, publiceerde de TU Delft in 2019 haar visie op klimaatverandering, Climate Action. “Ik denk dat we de eerste universiteit zijn die op zo’n manier stelling heeft genomen. In het Nederlandse universitaire landschap is dat heel bijzonder. Het gaat veel verder dan de mening van de individuele wetenschapper; het is een bevestiging van wat we gezamenlijk weten. Het is eigenlijk jammer dat het nodig is, maar ik ben er trots op dat de TU Delft dat gedaan heeft.”

In de wetenschap moet je hard je best doen, maar je moet ook wel het geluk hebben dat de puzzelstukjes op het juiste moment in elkaar vallen


Health & Care
Energy Transition
Climate Action
Urbanisation & Mobility
Digital Society