De computer als tijdmachine

De laatste jaren worden veel theorieën gelanceerd over het klimaat en de mogelijke veranderingen daarin. Daarbij baseren de wetenschappers zich op een aantal informatiebronnen, zoals het weer van de afgelopen 150 jaar en gegevens die afkomstig zijn uit onderzoek in de natuur. De dikte van jaarringen in fossiele boomstammen geeft een indicatie van het klimaat en ook de samenstelling van ingesloten luchtbelletjes in het permanente ijs op de polen draagt zijn steentje bij. Weergegevens van voor 1850 blijken er echter wel degelijk te zijn, alleen in een vorm die niet direct toegankelijk is. Al sinds de tijd van Christoffel Columbus houden scheepskapiteins een logboek bij. In zo’n boek wordt het wel en wee van een schip dagelijks bijgehouden. De gegevens uit de logboeken, die bewaard zijn gebleven in archieven in Nederland, Engeland, Spanje en ook Frankrijk, worden overgezet in een redelijk uitgebreide database. Dit project draagt de naam Climatological database for the World’s Oceans, kortweg Cliwoc. De database moet aan het eind van dit jaar klaar en openbaar zijn. Onderzoekers kunnen de gegevens dan gebruiken voor hun rekenmodellen. Het KNMI heeft al wel vastgesteld dat de aarde de afgelopen decennia aanzienlijk warmer is geworden. Die conclusie is vastgelegd in een rapport dat medio dit jaar is aangeboden aan de regering. Als de historische gegevens van Cliwoc beschikbaar zijn, kan meer worden gezegd over de globale opwarming op langere termijn. Paleografie Met het vullen van de database is begonnen in december 2000. Aan het eind van dit jaar moet alles klaar zijn. De mensen die de gegevens hebben ingevoerd werkten in teams. Voordat ze begonnen hebben ze eerst een cursus paleografie (lezen van oud handschrift) gevolgd, zodat ze de teksten moeiteloos konden lezen. "Een aantal keren per dag werden de windrichting, de windkracht en de positie van het schip zo accuraat mogelijk genoteerd. Verder werd het logboek gevuld met beschrijvingen van alledaagse zaken zoals misdragingen van matrozen, opgelegde straffen en andere voorvallen aan boord", zegt Frits Koek, die namens het KNMI bij Cliwoc betrokken is. De scheepslogboeken vervullen wat het weer betreft de rol van ooggetuigenverslag, zij het met de nodige onnauwkeurigheden en verwarringen. "Schepen uit de 18e eeuw konden alleen maar voor de wind zeilen. Ingewikkelde manoeuvres die met moderne zeiljachten mogelijk zijn, waren toen ongehoord. Een schipper moest het beste proberen te maken van de omgevingsfactoren zoals zeestromen en de overheersende windrichtingen. Reizen naar de Oost konden bijvoorbeeld maar in een bepaalde periode beginnen, als wind en stroming gunstig waren. Voor de terugreis gold een soortgelijke beperking", aldus een woordvoerder van het Scheepvaartmuseum te Amsterdam. Het instrumentarium aan boord van een schip was ook beperkt. In feite kon alleen de geografische breedte met een zekere mate van precisie worden bepaald, door een Jacobsstaf te gebruiken. Dit was een houten lat met een verschuifbaar dwarslatje. De kapitein hield de staf voor zijn oog en verschoof het latje zo dat de bovenkant aan de zon raakte en de onderkant visueel op de horizon rustte. Op de staf stond een schaalverdeling en het cijfer bij het latje gaf de breedte in graden aan. Deze meetmethode werd iets verbeterd door de introductie van het octant aan het begin van de 18e eeuw. Aan het eind van diezelfde eeuw verscheen weer een verbetering, het sextant. Beide instrumenten werken met spiegels en filters, zodat niet direct in de zon gekeken hoefde te worden. De geografische breedte is één onderdeel van de positie, het bijbehorende aantal lengtegraden moest worden geschat. Meestal werd op een kaart een hypothetische routelijn uitgezet en het punt waar die de gemeten breedtegraad kruiste was de actuele positie van het schip. Koek: "De kapiteins zaten er dan ook geregeld naast, wat bij het vullen van de database een beetje problematisch is, maar waar we wel een oplossing voor hebben. Een schip komt uiteindelijk altijd in een haven, dat is een vast ijkpunt van waaruit we de route terug met redelijke accuratesse kunnen corrigeren. Hoewel, we zijn ook wel door een kapitein opgegeven posities tegengekomen die bij nader inzien midden op het Afrikaanse land liggen." Een andere vertroebeling van de gegevens wordt veroorzaakt door het steeds herijken van de nulmeridiaan, iets wat vooral bij Britse schepen vaak voorkwam. "Wanneer een schip aankwam op een bepaald eiland, werd die locatie vaak aangemerkt als het nulpunt voor het verdere vervolg van de reis. Maar via aanvullende informatie uit de logboeken komen we er toch wel uit, het is even puzzelen", zegt Koek. Windkracht Tegenwoordig wordt de windkracht aangegeven met een cijfer op de schaal van Beaufort, die in twaalven is verdeeld. Vroegere kapiteins kenden die aanduiding niet. Zij bepaalden hoe hard de wind waaide aan de hand van de hoeveelheid zeil die het schip nog kon voeren. Hoe sterker de wind werd, des te meer zeil gereefd diende te worden. Zo kende men het begrip bramzeilskoelte, een windkracht waarbij de bovenste zeilen (de bovenbramzeilen) gereefd moesten worden om te voorkomen dat het schip topzwaar werd. De naam van het hoogste gevoerde zeil gaf de naam aan de wind, in dit geval dus de bramzeilen. "We gaan ervan uit, dat met bramzeilskoelte een windkracht 3 wordt bedoeld. Toch nemen we de complete woordelijke beschrijving van de windkracht op in de database. Stel je voor dat we over een jaar of vijftien tot de conclusie komen dat windkracht 2 of 4 toch beter past bij die benaming. Zoals we nu werken, kan dat dan aangepast worden. Zouden we nu alleen 3 Beaufort invullen, dan weet je niet welke term daar ooit heeft bijgehoord, misschien wel een heel andere." Elk land had een wat andere interpretatie van de windkracht. Het zou mooi zijn, wanneer twee logboeken van schepen die elkaar op de oceaan zijn tegengekomen op dat punt met elkaar te vergelijken zijn. "Dergelijke ontmoetingen kwamen zelden voor", zegt Koek. "Ook mogen we niet vergeten dat er vaak oorlogen woedden en bij het zien van een schip van de vijand had een kapitein wel wat anders aan zijn hoofd dan een nauwkeurige meting van de wind." Niet alleen de kracht van de wind werd cryptisch opgeschreven, ook voor de windrichting was er een heel eigen methodiek. De kompasstreken en fracties daarvan golden als maat voor de richting. De windrichting werd geschat door te kijken naar het kompas en de richting waarin de vlaggen bewogen. In de database worden de richtingen zo goed en zo kwaad als het gaat omgezet in booggraden. "Maar ook hier behouden we weer de originele tekst, die via een tabel kan worden omgezet", stelt Koek. Omvang Voor het hele project worden ongeveer negenhonderd scheepsjournaals verwerkt, waarvan er 150 afkomstig zijn uit het Nationaal Archief in Den Haag. Die gegevens resulteren in een verzameling van minimaal 300 duizend records, bestaande uit vaste en vrije velden. Koek: "Uiteindelijk krijgen we een database met een omvang van 200 tot 250 megabyte, schat ik. De inhoud van de database kan door de gebruikers nog naar eigen believen worden omgerekend, bijvoorbeeld om aan te sluiten op een modern GIS, met een bepaalde ruimtelijke verdeling, een ‘grid’. Wij gaan niet op de stoel van de onderzoeker zitten; we leveren slechts de ruwe gegevens aan, weliswaar sterk geordend. Doordat we ook de originele teksten behouden, is de database ook van belang voor andere disciplines, denk aan maritieme historici."