Nadia is gefascineerd door extreem weer en heeft voor een studie in wiskunde gekozen.
Hoe de film Twister Nadia’s toekomst bepaalde
‘Toen ik de film Twister zag, wist ik het zeker: ik ga me later bezig houden met extreem weer, zoals tornado’s, tropische cyclonen en onweersbuien!’ zegt Nadia. Op dit moment doet Nadia promotieonderzoek naar de overstromingsrisico’s van tropische cyclonen onder klimaatverandering en heeft ze haar droom waarheid gemaakt. Ze heeft een wiskundig model gebouwd waarmee naar tropische cyclonen-activiteit over de hele wereld gekeken kan worden. Nadia: ‘We moeten een gerichte risico analyse maken om te kunnen beoordelen wat de risico’s van een tropische cycloon zijn. We hebben ook te maken met het feit dat tropische cyclonen beinvloed worden door hun omgeving. Om dit te kunnen simuleren heb ik statistische modellen toegepast, handig gebruikmakend van mijn wiskundige achtergrond!’
Waarom heb je gekozen voor de bachelor Technische Wiskunde?
Nadia: ‘Ik wist al vroeg dat ik in de meteorologie en extreem weer wilde duiken, maar daarvoor moet je uiteraard wel een goede basis hebben. Ik leerde al snel dat onze atmosfeer en weerfenomenen beschreven kunnen worden met formules en modellen, dus moet je daar natuurlijk wel goed mee om kunnen gaan. Na een bezoek aan de Open Dag op de Universiteit Twente was het voor mij overduidelijk dat deze basis door de bacheloropleiding Technische Wiskunde zou komen, en dan vooral in Twente. Voor mij was - en is dit nog steeds - een perfecte keuze.‘
Werd je voldoende uitgedaagd?
Nadia: ‘Uiteraard ging ik vele uitdagingen tegemoet. Dat geldt denk ik voor iedereen die besluit te gaan studeren. Het leven op een universiteit is totaal iets anders dan je gewend was. Denk alleen al aan het studietempo, dat ligt op een universiteit natuurlijk wel een tikje hoger! Daarnaast ging ik op mezelf wonen en moest dus voor mezelf zorgen. Je gaat niet alleen studeren, maar moet ook je leven drastisch omgooien.’ Waar je dan zoal aan moet denken? Ze vervolgt: ‘Denk maar aan alles wat je ouders wellicht voor je zouden doen als je nog thuis zou wonen: je eigen potje koken, boodschappen doen, de was, huishouden, etc. Het duurt misschien even voordat je je drive gevonden hebt, maar dan wordt het ook echt leuk. Ik werd lid van de studievereniging Abacus, zat in de introductiecommissie van wiskunde om nieuwe studenten op weg te helpen door een geweldige introductieperiode te organiseren en ik heb samen met een aantal medestudenten een almanak uitgegeven. Een echte toffe tijd!’
Kwam de opleiding nog tegemoet aan je stormachtige dromen?
‘Jazeker, formules, wiskundige berekeningen en modelleren zijn niet te missen! In het derde jaar kun je een minor kiezen die buiten het wiskundige vakgebied ligt. Ik koos voor de minor Geo Data & Spatial Modelling. Deze minor had niet direct met meteorologie te maken, maar leerde me landschapskaarten maken voor verschillende doelgroepen. Tegelijkertijd leerde je de waarde van kaarten inschatten, wat de symbolen betekenen en hoe satellieten werken. We gingen verschillende satellietkaarten analyseren en waar je ze voor kunt gebruiken, zoals infrarood kaarten en zwart/witbanden. Al deze kaarten zijn bijzonder handig in de meteorologie, omdat ze dingen als temperatuur en waterhoeveelheden in de lucht en wolken kunnen laten zien. Dus er kwam toch een beetje meteorologie in mijn minor aan de orde. Ik heb er nu nog steeds baat bij dat ik wiskunde heb gekozen’, legt Nadia uit.
Was de keuze voor een vervolgopleiding ingewikkeld?
Nadia: ‘Dat was het voor mij natuurlijk totaal niet. Helaas bood de Universiteit Twente geen opleiding in de meteorologie, daarvoor moest ik elders terecht. Omdat ik zo’n fantastische basis heb opgedaan in mijn wiskundige bachelor, kon ik overal gemakkelijk voor mijn masteropleiding terecht. Ik koos voor de Master Meteorology Physical Oceanography & Climate (tegenwoordig lekker kort Climate Physics genoemd) in Utrecht. In deze master vond ik het heel interessant om te leren hoe de atmosfeer werkt, en hoe extreem weer zoals onweersbuien en tropische cyclonen ontstaan. Mijn afstudeeropdracht heb ik uitgevoerd bij het KNMI. Ik heb in hun weermodel gekeken wat de invloed is van bodemvocht op de luchttemperatuur. Water in de grond kan namelijk verdampen, en hierdoor koelt de lucht af op warme dagen. Er ging alleen iets mis in het model, omdat het makkelijk warmer werd dan 40°C op warme zomerdagen, wat natuurlijk niet heel realistisch is voor Nederland. Mijn bachelor in de wiskunde bleek hiervoor heel handig te zijn! Door gebruik te maken van mijn wiskundige kennis heb ik een nieuwe versie van dit verdampingsmodel gebouwd, die nu wordt gebruikt in het operationele weermodel. Binnen mijn PhD onderzoek moet ik ook vaak bestaande modellen verbeteren, hierbij gebruik makende van mijn wiskundige kennis.’
En nu promotieonderzoek doen op het gebied van het weer?
‘Ja, ik heb er nog steeds geen genoeg van en leer nog steeds veel bij. Onderzoek doen op je favoriete thema is natuurlijk een “dream come true”. Ontzettend boeiend werk!’, lacht Nadia. Nadia heeft haar eigen ‘synthetische model’ gebouwd met behulp van haar wiskundige achtergrond. Dit model “knutselt” zijn eigen cyclonen, rekening houdend met verschillende factoren zoals hun traject en hun interactie met de omgeving.
Met dit wiskundige model kun je er voor zorgen dat er op elk stukje kust voldoende cyclonen zijn om een risico analyse uit te voeren, en dat je de kans kunt uitrekenen dat een tropische cycloon met een bepaalde intensiteit in een bepaald jaar zal voorkomen. Daarnaast is het nu ook mogelijk om iets te zeggen over de verandering van deze kans onder klimaatverandering – regio’s die nu jaarlijks een 1% kans hebben om geraakt te worden door een tropische cycloon, kunnen misschien een verdubbeling van die kans krijgen onder klimaatverandering. Dit is omdat verwacht wordt dat klimaatverandering ervoor zorgt dat tropische cyclonen sterker worden’, vertelt Nadia.
In Amerika worden de beschermingsmaatregelen zoals zeedijken gebouwd voor een 1-in-100 jaar storm (1% kans per jaar). 
Deze stormen, ook wel bekend als orkanen, brengen enorme wateroverlast met zich mee en lokale overheden moeten daarop voorbereid zijn. Ter vergelijking: in ons land zijn de beschermingsmaatregelen ontworpen voor een 1-in-10,000 jaar storm, de ultieme “superstorm”. Nadia: ‘Met mijn model kunnen we berekenen hoe hoog de golven zullen woren en hoe hoog de dijk moet zijn om de mensen te beschermen. De hoogte van onze dijken zijn op een soortgelijke manier berekend, en worden continu herberekend zodra er nieuwe informatie beschikbaar is over klimaatverandering en zeespiegelstijging. Onze dijken zijn daarom hoog genoeg en zo sterk gebouwd dat ze de golven van sterke stormen kunnen weerstaan. Dit is ook bittere noodzaak: de helft van ons land ligt onder zeeniveau en zou overstromen mochten de dijken breken. Nederland zou in no-time failliet zijn, omdat het grootste deel van onze bevolking in het westen woont en vele grote bedrijven in het westen zijn gevestigd, maar ook omdat verzekeraars de kosten in dit geval niet kunnen dekken in het geval van zo’n erge overstroming. Het is daarom van cruciaal belang om elke zeespiegelstijging te blijven simuleren, en onze dijken te blijven verbeteren en versterken waar dat nodig is.
De tropische cyclonen die o.a. over de Atlantische oceaan razen, hebben niet de mogelijkheid om Europa op volle kracht te bereiken. Maar door klimaatverandering kan dit veranderen. Dit is omdat verwacht wordt dat het zeewater warmer zal worden en tropische cyclonen hebben zeewatertemperaturen van teminste 27.5°C nodig om hun intensiteit te behouden. Als dus het zeewater verder opwarmt in noordelijke richting, kan het zo zijn dat tropische cyclonen Europa kunnen bereiken - en zelfs Nederland - voordat ze oplossen. Een recent voorbeeld hiervan was Orkaan Ophelia, die ontstond als een tropische cycloon in de Atlantische oceaan. Maar nadat de cycloon wat verzwakte en een extratropische cycloon werd (de sterke stormen die wij in Europa krijgen), wist het genoeg intensiteit te behouden om in oktober 2017 in Ierland aan land te komen als een storm met orkaankracht. Wetenschappers verwachten dat dit soort fenomenen vaker zullen voorkomen in de toekomst.’
Op dit moment kan Nadia’s wiskundige model bepalen hoe de tropische cyclonen ontstaan, hoeveel het er zullen zijn en hoe zij zich voortbewegen. In de toekomst wordt dit model uitgebreid zodat ook de extra-tropische cyclonen meegenomen kunnen worden. Op die manier kun je uitrekenen hoe hoog ons risico is voor de “ultieme superstorm” en hoe we onze dijken kunnen versterken om ons ertegen te beschermen. Nadia: ‘Ik ben blij hier mijn steentje aan bij te dragen en mensen te beschermen met onderzoek!’