Op 30 mei 2024 verdedigde Abdisa Kawo Koji met succes zijn doctoraatsthesis aan de Addis Ababa Universiteit van Ethiopië en het Ethiopische Instituut voor Ruimtewetenschap en Technologie. De thesis getiteld “Analyse van atmosferische waterdamp in Ethiopië op basis van GPS waarnemingen, globale reanalyses, en regionale klimaatmodellen” werd begeleid door Roeland Van Malderen (KMI, promotor) en Eric Pottiaux (Koninklijke Sterrenwacht van België, co-promotor). Onderzoeker Bert Van Schaeybroeck (KMI) deelde eveneens zijn expertise in regionale klimaatmodellering.
Van GPS metingen naar waterdamp
Waterdamp is een belangrijk broeikasgas en, in de context van een opwarmend klimaat, is het daarom erg belangrijk dat de concentratie van waterdamp in kaart wordt gebracht. In Abdisa’s doctoraatsthesis worden o.a. GPS-waarnemingen gebruikt om de hoeveelheid waterdamp op te meten in de atmosfeer. Het GPS-signaal van de satelliet wordt immers vertraagd (en afgebogen) op zijn weg naar de ontvanger aan de grond door o.a. de waterdamp in de atmosfeer. Deze “fouten” op het GPS- signaal moeten worden gecorrigeerd voor positiebepaling, maar geven dus ook een maat voor de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer. Abdisa heeft in zijn doctoraatsthesis eerst deze GPS-waterdampmetingen in Ethiopië vergeleken met herberekeningen door een numerieke weersvoorspellingsmodel (een zogenaamde “reanalyse”). Daarna werd de variatie, zowel in de ruimte als de tijd, van de totale hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer boven Ethiopië bestudeerd. Afhankelijk van de locatie, werd een duidelijke, identieke, seizoensvariatie in de hoeveelheid waterdamp vastgesteld in beide datasets, met een merkbare overeenkomst met de seizoenscyclus van de neerslagwaarnemingen.
Toekomstige veranderingen waterdamp
In een tweede deel van het doctoraat werd de atmosferische waterdamp van beschikbare regionale klimaatmodellen boven Ethiopië vergeleken met de waarnemingen van GPS metingen en de reanalyse. De modellen bleken goed de ruimtelijke patronen van waterdamp weer te geven in het bergachtige gebied maar ook de verhoging van waterdamp bij een hevige regenbui. Daarna werden deze regionale klimaatmodellen gebruikt om te kijken naar de verwachte toekomstige hoeveelheden waterdamp in Ethiopië in een opwarmend klimaat. Aangezien er ook een duidelijke link is tussen temperatuur, totale hoeveelheid waterdamp en neerslag, werd ook het verband tussen extreme neerslag en de totale beschikbare hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer bestudeerd, en de link tussen de verwachte temperatuurs- en de waterdampstijgingen. Er werd bijvoorbeeld gevonden dat de hoeveelheid waterdamp boven Ethiopië met 7% stijgt per graad van opwarming over Ethiopië, zie Figuur 1.
Fig. 1: Verband tussen de relatieve verandering in totale hoeveelheid waterdamp (verticale as, in %) en de temperatuursverandering (horizontale as, in °C) voor verschillende regionale klimaatmodellen (de verschillende kleuren) en verschillende toekomstige scenario’s (verschillende symbolen). Uit de hellingsgraad van de rechte lijn die men door deze verschillende punten kan trekken, kan men afleiden dat de hoeveelheid waterdamp ongeveer 7% toeneemt per 1°C temperatuursstijging.
Het KMI wenst Abdisa van harte te feliciteren met het behalen van zijn doctoraat en wenst hem veel succes in zijn verdere loopbaan!
Verdere informatie
Meer weten? Lees de 2 peer-reviewed artikels die de basis vormden voor het doctoraat:
Koji, A. K.; Van Malderen, R.; Pottiaux, E.; Van Schaeybroeck, B. Understanding the Present-Day Spatiotemporal Variability of Precipitable Water Vapor over Ethiopia: A Comparative Study between ERA5 and GPS. Remote Sens. 2022, 14, 686. https://doi.org/10.3390/rs14030686 .
Kawo, A., Van Schaeybroeck, B., Van Malderen, R., & Pottiaux, E. Precipitable water vapor in regional climate models over Ethiopia: model evaluation and climate projections. Clim Dyn (2023). https://doi.org/10.1007/s00382-023-06855-y .
Zowel Roeland Van Malderen als Eric Pottiaux worden gefinancieerd door het Solar-Terrestrial Centre of Excellence, dat als doel heeft om het Zon-Aarde onderzoek van de 3 federale wetenschappelijke instellingen te Ukkel (het KMI, de Koninklijke Sterrenwacht van België, en het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimteaëronomie) te ondersteunen en versterken.
