Vrieskoujager Pieter Bliek test windmeters in windtunnel KNMI

Vrieskoujager Pieter Bliek reisde afgelopen maandag af naar het KNMI in De Bilt om zijn windmeters in de windtunnel te laten testen.

‘Het is belangrijk om te weten hoe nauwkeurig de windmeters zijn. Dat is nodig om te kunnen bepalen welke duinpannen meer en welke minder windgevoelig zijn. Want hoe minder windgevoelig de pannen zijn, des te sterker ze kunnen afkoelen bij helder en rustig weer’, aldus de vrieskoujager, die was uitgenodigd door Jos Verbeek, werkzaam in het kalibratielaboratorium van het ’s lands Koninklijke Meteorologische Instituut.

Wind speelt belangrijke rol

In het al enkele jaren lopende onderzoek naar het temperatuurverloop in duinpannen is gebleken dat wind een belangrijke factor speelt in het nachtelijke afkoelingsproces. Hierbij is het opgevallen dat de ene duinpan veel windgevoeliger is dan de andere duinpan.

‘Een windvlaag is erg lokaal. De ene duinpan kan telkens geplaagd worden door windverstoringen, terwijl de andere duinpan lekker in de luwte ligt, met als gevolg dat deze veel kouder kan worden’, aldus Pieter. Dat heeft te maken met de ligging en de afstand ten opzichte van het strand, maar vooral met de geomorfologie (vormeigenschappen) van de duinpannen. ‘We hebben gezien dat in clusters van duinpannen, waar enkele pannen pal naast elkaar liggen, er behoorlijk wat verschillen kunnen zijn in het aantal windverstoringen. En meten is weten!’

Zes windmetertjes

Daarom benaderde Pieter PCE Instruments met het verzoek om een aantal windmetertjes te sponsoren. Aan dat verzoek werd gehoor gegeven. Pieter: ‘Ik kreeg 6 windmetertjes die op batterijtjes werken met een geheugenkaartje erin, en met aan het uiteinde een usb-stickje om de meetgegevens op de laptop te kunnen uitlezen.’

Zodra het weerbericht een koele, heldere maar bovenal windarme nacht voorziet, snelt de vrieskoujager naar de duinen om in een duinpan zijn apparatuur op te stellen. Behalve de windmetertjes in en om de duinpan, wordt ook andere apparatuur opgesteld, zoals temperatuur- en vochtmeters, een pyranometer voor het meten van de inkomende en uitgaande straling, een warmtemeter in de bodem en zelfs temperatuurmetertjes in de bodem voor het kunnen meten van de bodemtemperatuur en de warmtestroom.

Simulatiemodel

Pieter legt uit: ‘Deze data is nodig voor het kunnen maken van een simulatiemodel van het nachtelijk temperatuurverloop in de duinpannen. Daarvoor heb ik veel meetgegevens nodig. De wind is hierbij een heel belangrijke parameter. Want elke windvlaag doet de koudepoel in de duinpan mengen met de warmere lucht erboven, met als gevolg dat de afkoeling wordt verstoord. Juist de invloed van de windverstoringen wil ik in kaart brengen en in het simulatiemodel verwerken. Daarom is het nodig ieder zuchtje wind te vangen.’

Voor het simulatiemodel is wel veel gevoeligere apparatuur voor het kunnen registreren van elke zuchtje wind noodzakelijk. Hiervoor heeft de vrieskoujager een zogeheten ultrasoon 3D windmeter nodig. ‘Dan kan ik zelfs windvlaagjes van 0,01 meter per seconde registreren en zien wat het effect daarvan is op de koudepoel en het temperatuurverloop in de duinpannen.’

Niet op de plank

De windmetertjes, gesponsord door PCE Instruments, hoeven echter niet werkloos bij hem thuis op de plank te blijven liggen. ‘Bij windsnelheden van boven 4 a 5 meter per seconde (dat is vanaf windkracht 3) kan ik de windmeters in en om de clusters van duinpannen opstellen, om zo te windgevoeligheid van de pannen te kunnen bepalen.’ Na eerder onderzoek blijkt namelijk dat met name ronde en relatief kleine duinpannen het minst windgevoelig zijn. ‘Dat heeft mogelijk met de stabiliteit van de luchtmassa in de duinpan te maken’, verklaart de vrieskoujager. Duinpannen die groter en ovaler zijn, blijken meer door windverstoringen geplaagd te worden. Uit het temperatuurverloop komt duidelijk naar voren dat de windinvloed minder is in ronde dan in ovale duinpannen.

In het Bergense bos ligt een cluster van 3 duinpannen, ‘Bergen Diep’, ‘Bergen Midden’ en ‘Bergen Ondiep’ genaamd. Pieter: ‘We zien heel duidelijk dat ‘Bergen Diep’, een grote en ovale duinpan het warmst is. ‘Bergen Ondiep’ is qua inhoud 2,5 keer kleiner en rond, en koelt daardoor bij helder en rustig weer veel sneller af en behaalt lagere minimumtemperaturen.

Verschillen in temperatuur niet heel groot

Datzelfde zien we bij het cluster van de duinpannen ‘Vogelmeer 1’, ‘Vogelmeer 2’ en ‘Vogelmeer 3’ in de Schoorlse duinen. ‘Vogelmeer 3’ is rond en klein en koelt dus ook veel sneller en meer af dan ‘Vogelmeer 1 en 2’, die iets groter en ovaler zijn.’ De verschillen in minimumtemperaturen zijn echter niet heel groot. Het verschil bedraagt tussen de 0,8 en 1,3 graden kouder. Voor de vrieskoujager is het interessant om te weten waar deze verschillen vandaan komen.

Mogelijk speelt de windgevoeligheid als gevolg van de geomorfologische eigenschappen van de duinpannen een belangrijke rol. ‘Hiervoor kan ik de windmetertjes gebruiken. Zodra het harder dan windkracht 3 waait, kan ik ze in en om de duinpannen opstellen en dan later op de computer uitlezen en zien welke duinpannen de meeste en heftigste windverstoringen hebben.’

Alle windmeters getest

In de windtunnel van het KNMI heeft Pieter alle 6 de windmetertjes om de beurt getest. ‘Jos Verbeek van het kalibratielaboratorium legde me uit hoe ik de windmetertjes aan een statiefje bevestig en in de windtunnel moest plaatsen. Op de computer lieten we stapsgewijs telkens wat meer wind door de windtunnel stromen. We begonnen met 1 meter per seconde, oplopend naar 11 meter per seconde. Op een stuk papier noteerde ik het tijdstip van elke stap, zodat ik achteraf uit de grafiek van windmeters kon afleiden welke windsnelheid de betreffende windmeter op een bepaald tijdstip mat. Zodoende heb ik de afwijkingen per windmeter kunnen registreren en kan ik deze in de berekeningen achteraf corrigeren. De windmetertjes zijn op deze manier prima bruikbaar voor het kunnen bepalen van de windgevoeligheid van meerdere duinpannen die ik met elkaar vergelijk’.

Pieter is blij met de steun van het KNMI: ‘Ik wil Jos Verbeek en het KNMI bedanken voor het ter beschikking stellen van de windtunnel om hierin mijn windmetertjes te kunnen Kalibreren. Echt heel erg tof! Nu kan ik de windmetertjes toch nog gebruiken.’

Informatie over PCE Instruments: https://www.pce-instruments.com