Tag(s):
Mens
Stephan van Eps (26) is genomineerd voor de Waterbouwprijs 2026. Hij onderzocht voor zijn master thesis Hydraulic Engineering aan de TU Delft twee onderwerpen. Ten eerste: in hoeverre is de SWOT-satelliet in staat om de significante golfhoogte nauwkeurig te meten vanuit de ruimte, en hoe betrouwbaar zijn deze metingen in vergelijking met traditionele meetinstrumenten op zee. Ten tweede ontwikkelde hij een methode om infragravity golven te detecteren en in kaart te brengen vanuit de ruimte. Deze golven waren tot nu toe moeilijk op grote schaal te meten. “Met de SWOT-satelliet is het voor het eerst mogelijk om deze golven ruimtelijk in kaart te brengen vanuit de ruimte.”
Satellite-Based Observation of North Sea Wave Dynamics: Capturing Infragravity Waves and Spatial Sea State Estimates from Space
Stephan van Eps (26) is genomineerd voor de Waterbouwprijs 2026. Hij onderzocht voor zijn master thesis Hydraulic Engineering aan de TU Delft twee onderwerpen. Ten eerste: in hoeverre is de SWOT-satelliet in staat om de significante golfhoogte nauwkeurig te meten vanuit de ruimte, en hoe betrouwbaar zijn deze metingen in vergelijking met traditionele meetinstrumenten op zee. Ten tweede ontwikkelde hij een methode om infragravity golven te detecteren en in kaart te brengen vanuit de ruimte. Deze golven waren tot nu toe moeilijk op grote schaal te meten. “Met de SWOT-satelliet is het voor het eerst mogelijk om deze golven ruimtelijk in kaart te brengen vanuit de ruimte.”
Nog niet zo heel lang sturen de satellieten van de Amerikaanse NASA en Franse CNES via SWOT continu data over golven, golfhoogten, -breedten, -patronen en -ontwikkelingen op oceanen, zeeën en grote meren naar de aarde. Deze tweedimensionale metingen van het wateroppervlak zouden een enorme bron aan heel waardevolle informatie kunnen zijn om de huidige golfmodellen te kunnen verfijnen. Maar voordat we die data goed kunnen gaan gebruiken moeten we wel weten dat de data kloppen.
De huidige modellen maken vooral gebruik van boeidata en oudere satellieten, vertelt Van Eps. “Maar de in-situ meetboeien hebben een redelijk beperkte ruimtelijke dekking. Bovendien gaat het hierbij telkens over éénpuntsmeting: die gegevens gaan alleen over de golven op die specifieke plek, terwijl de SWOT-satelliet ons data levert over een breedte van 120 kilometer.”
Valideren van tweedimensionale SWOT-metingen
Toch heeft Van Eps de boeidata gebruikt om de waarde van de satellietdata te kunnen valideren. Hij heeft in zijn onderzoek een methode ontwikkeld die gebruikmaakt van single- en multi-pixel strategieën om de significante golfhoogte in de zuidelijke Noordzee te detecteren. Voor het detecteren van de infragravity golven maakte hij gebruik van een spectrale analyse. “In mijn explorerende onderzoek heb ik de geschatte golfhoogtes van SWOT gevalideerd aan de hand van data van boeien op de Noordzee en met twee golfmodellen. Voor het bepalen van de golfhoogtes en de validatie heb ik zelf nog veel moeten uitvinden, processen, programmeren en berekenen.”
Beter dan operationele modellen
Met zijn validatie met boeien, radar en numerieke modellen toont Van Eps aan dat de SWOT-data zeer nauwkeurig zijn en tijdens stormen beter presteren dan operationele modellen. Ook de schattingen van de infragravity-golfhoogte stemmen goed overeen met radarobservaties, mits ruis zorgvuldig wordt gefilterd. Ondanks onzekerheden door ruimtelijke heterogeniteit, bewijst dit onderzoek dat SWOT-satellietdata de validatie van kustgolfmodellen en de monitoring van dynamische kustzones aanzienlijk kunnen verbeteren.
Meeliften op infragravity-golven
En dat is geen overbodige luxe, want door de toenemende extreme weersomstandigheden wordt de vraag naar nauwkeurige monitoring van de golfdynamiek dicht bij de kust steeds noodzakelijker voor de veiligheid, stabiliteit en diverse gebruiksfuncties langs de kust. “Hoewel operationele golfmodellen essentiële voorspellingen leveren, onderschatten ze vaak de significante golfhoogte tijdens stormen. Bovendien laten deze modellen infragravity-golven nu nog buiten beschouwing, terwijl die samen met de meeliftende kleinere golven grote impact kunnen hebben op onze Noordzeekust: overstromingen, duinerosie, overtopping en havendeining.
Van Eps onderzoek vond plaats in samenwerking met Deltares die grote waarde hecht aan het resultaat. “Mijn methode van SWOT-dataverwerking is direct opschaalbaar en kan bestaande golfmodellen die Rijkswaterstaat nu gebruikt structureel verbeteren.”
Van Eps werkt bij de startup S&L Ventures en schrijft een research paper van zijn scriptie.
Lees hier het interview met José A.A. Antolínez, die het onderzoek begeleidde en vertelt over de relevantie ervan voor kustprocessen en numerieke modellen.