Foto Cisco de Bruijn Toen meteoroloog Cisco de Bruijn voor zijn 50-ste verjaardag een ballonvaart mocht maken, kon hij niet bevroeden dat dit uitje tot een proefschrift zou leiden. Maar tien jaar na dato ligt het er toch, een studie over windmeting door heteluchtballonnen. En hoe nuttig die data zijn voor het verbeteren van weermodellen.
Heteluchtballonnen drijven met de wind mee. De verplaatsing van de ballon is dus in principe een maat voor de windsnelheid. De ballon is dus een soort gratis windmeter. Als je die verplaatsing kunt meten. Als ze een transponder aan boord hebben, kan de luchtverkeersleiding ballonnen volgen. Maar lang niet elke ballon heeft zo’n duur apparaat. ‘Een mobiele telefoon met gps zou een alternatief kunnen zijn’, bedacht De Bruijn.
Mobiele telefoon
Het KNMI gaf hem daarop de ruimte om een experiment te doen, waarbij verschillende mobiele telefoons aan boord van een heteluchtballon werden vergeleken met een heel nauwkeurige gps-ontvanger. Met resultaat. ‘Telefoons hebben in absolute zin een behoorlijke fout in hun positie, soms wel meer dan vijf meter. Maar het aftrekken van twee posities, de basis van een snelheidsmeting, werkt wel.’
De nieuwe snelheidsmeting zit er maar 0,5 m/s naast. Voor gebruik in weermodellen is dat volgens De Bruijn goed genoeg. Maar door zijn massa heeft de ballon wel tijd nodig om zich aan te passen aan de wind om hem heen. ‘Dat heb ik onderzocht door een nauwkeurige windmeter onder de ballon te hangen. Als die meter nul aangeeft, gaat de ballon even hard als de wind. Na een wijziging in windsnelheid duurt dat ongeveer vijf minuten.’
Grenslaag
Op de hoogtes waarop heteluchtballonnen varen, worden nauwelijks windmetingen gedaan. ‘Elke dag wordt een weerballon van het KNMI in De Bilt opgelaten’, licht De Bruijn toe. ‘Die gaat tot ruim 20 kilometer hoogte en stijgt met een snelheid van 5 m/s. Die is dus maar even in de grenslaag waarin het landoppervlak de luchtstroming beïnvloedt, de laag waarin we leven. Dat maakt de nieuwe methode zo interessant.’
‘Bovendien varen heteluchtballonnen ‘s ochtends of ‘s avonds, dus op delen van de dag dat de turbulentie in de lucht opbouwt en afneemt en nog niet zo groot is. Dat zijn periodes waar weermodellen moeite mee hebben. Met die waarnemingen kun je de modellen dus verbeteren. Dat is goed voor ballonvaarders, maar ook voor andere gebruikers als zweefvliegers of beheerders van windmolenparken.’
Heteluchtballonnen varen ‘s ochtends of ‘s avond, periodes waar weermodellen moeite mee hebben
Cisco de Bruijn, meteoroloog KNMI
In Nederland vinden jaarlijks 8.000-9.000 ballonvaarten plaats. Het potentieel aan waarnemingen is dus aanzienlijk. Voor zijn experimenten ontwikkelde De Bruijn een app om de ruwe data te verzamelen en door te geven. Of een publieksvriendelijker variant op de markt komt is nog niet zeker. De Bruijn: ‘Het is in deze vorm in feite citizen science. Je moet mensen prikkelen om ‘m te gebruiken, bijvoorbeeld door de verwachte route van de ballon terug te sturen.’
Cisco de Bruijn is de laatste promovendus van emeritus hoogleraar Meteorologie en Luchtkwaliteit Bert Holtslag. De verdediging is dinsdag 25 april in Omnia.
