Bodemtemperaturen en warmtestromen in de duinpannen
Reinout van den BornIn de duinpannen van vrieskoujagers Pieter Bliek en Karel Holvoet worden naast de luchttemperaturen op anderhalve meter en op klomphoogte ook de bodemtemperaturen gemeten.
Dat gebeurt op dieptes van 2 en 5 centimeter, op het laagste punt van een aantal geselecteerde duinpannen. Voor dit doel werden voorheen ingegraven dataloggertjes gebruikt. Die kunnen daar door het vocht in de bodem echter niet zo goed tegen. Een inventief bovengronds systeem biedt nu nieuwe mogelijkheden en voorkomt vochtschade.
Horizontaal ingestoken
Aan de nieuwe dataloggertjes zitten kabeltjes met sensortjes, die horizontaal zijn ingestoken om zo het ondergrondse temperatuurverloop te meten.
Het idee om de bodemtemperaturen te meten, ontstond enkele jaren geleden. We weten dat er in de duinpannen bij windstil weer of weinig wind Cold Air Pools, ofwel koudepoelen ontstaan. In deze microklimaten koelt de lucht veel sneller af dan in de landelijke omgeving.
Die afkoelingssnelheid heeft, behalve met de uitstraling van energie, ook te maken met de bodemgesteldheid en de vochthuishouding. Als op de bodem van de duinpan een laagje humus ligt, verliest deze veel sneller zijn warmte dan als een pan zanderiger is. Humus houdt de warmte namelijk slechter vast dan zand.
Santpoort Zand
Een mooi voorbeeld daarvan is de duinpan Santpoort Zand in de Kennemerduinen. Bij gunstige weersomstandigheden is de minimumtemperatuur er graden hoger dan in een aantal begroeide duinpannen, iets verderop. Een ander mooi voorbeeld is de locatie Bol 2 in het Bergense bos. Deze prachtige pan is bedekt met een dun laagje vegetatie waarin organisch materiaal zit die het onderliggende zand afdekt. Tijdens koude nachten en zeker bij vorst registreert deze duinpan op een enkele uitzondering na altijd de laagste minimumtemperatuur.
De absorptie van energie overdag en de warmtestroom in de nachtelijke uren zijn parameters die mede de afkoelingssnelheid en de minimumtemperatuur van de duinpannen bepalen. In een aantal duinpannen zetten we bij ideale weersomstandigheden een ‘netto-radiometer’ neer die de inkomende en uitgaande kort- en langgolvige straling meet en dus ook de netto-straling.
In het geval dat de uitstraling groter is dan de inkomende straling koelt de lucht in de koudepoel af. Hoe hoger de uitstraling, des te sneller de afkoeling. We meten ook de warmtestroom in de bodem. Op dieptes van 2 en 5 centimeter stoppen we sensoren in de bodem die de hoeveelheid ‘Watt’ per vierkante meter, alsmede de richting van de warmtestroom meten.
Warmtestroom naar boven gericht
In de nachtelijke uren is de warmtestroom in de regel van onder naar boven gericht. De bodem staat gedurende de nacht zijn warmte aan de lucht in de duinpan af. De hoeveelheid energie die er gedurende een bepaalde tijdseenheid wordt afgegeven, heeft dus invloed op het temperatuurverloop. Daarbij is het van belang te weten wat de temperaturen in de bodem zijn.
Om de bodemtemperaturen te kunnen meten, gebruikten we altijd kleine dataloggertjes met externe sensoren aan een kort kabeltje. De dataloggertjes zelf stopten we in plastic bakjes die met plastic zakjes en tape werden afgeplakt en in de grond werden gestopt. De kabeltjes staken uit de bakjes en de sensoren staken we horizontaal op 2 en 5 centimeter diepte in de bodem.
De reden dat de dataloggertjes ondergronds zaten, was om ze tegen nieuwsgierige koeien, paarden, schapen en geiten te beschermen, die de bakjes uit de grond rukten. Maar ook tegen knaagdieren die de kabeltjes doorbeten.
Probleem is het grondwater
Het probleem was echter het grondwater dat na verloop van tijd, ondanks de genomen maatregelen, de bakjes insijpelde en technische storingen in de dataloggertjes veroorzaakte. De afgelopen jaren zijn daarom meerdere keren nieuwe dataloggertjes aangeschaft. Het was bij het opgraven van de bakjes steeds weer een verrassing of de dataloggertjes het nog deden.
Om aan die onzekerheid een einde te maken, hebben we een inventieve oplossing bedacht, waarbij de dataloggertjes voortaan bovengronds zitten en de kabeltjes met de sensoren in de bodem zitten. De nieuwe dataloggertjes van fabrikant en sponsor Elitech zitten nu in kleine plastic behuizingsdoosjes voor elektriciteit, waarin een klein gaatje is geboord en waaruit een klein stukje flexibele pvc-pijpje steekt. Dit was een idee van mijn klusjesman Marco. Dankjewel Marco! De behuizingsdoosjes heeft hij op paaltjes geschroefd.
De nieuwe dataloggertjes worden in de doosjes geplaatst en de kabeltjes door de pvc-pijpjes geprikt die er aan de onderkant uitkomen. De sensoren zelf komen dan op de gewenste diepte in de bodem. Daarna wordt het dekseltje op het behuizingsdoosje dichtgeschroefd en vouwen we een stukje kippengaas om het paaltje met het behuizingsdoosje, ter bescherming tegen rondlopend vee. Het kleine stukje pvc-pijp loopt vanaf de onderkant de bodem in.
Kleine knaagdiertjes kunnen de kabels zo niet doorknagen
Zo kunnen kleine knaagdiertjes, die door de mazen van het kippengaas kruipen, de kabeltjes niet doorknagen. Want het zal niet de eerste keer zijn dat er kabeltjes van dataloggers zijn doorgebeten. Deze constructie is nu in 3 duinpannen op de locaties Camperduin, Vogelmeer 4 in de Schoorlse duinen en Bol 2 in het Bergense bos geplaatst. Volgende maand volgen de locaties Santpoort Klein en Santpoort bunker in de Kennemerduinen.
Voordeel is dat de dataloggertjes niet telkens meer hoeven te worden opgegraven, maar dat ze, nadat de dekseltjes van de bakjes eraf zijn geschroefd, zo uit te lezen zijn.
Momenteel meten de vrieskoujagers in 17 duinpannen aan de Noord-Hollandse kust, tussen de Kennemerduinen in het zuiden en Camperduin in het noorden. Ook aan de Belgische en Franse kust hebben Pieter en Karel meetapparatuur geplaatst. In België staan in het uiterste zuidwesten aan de Franse grens 6 weerhutjes, in de gemeente Koksijde. Op een steenworp afstand, aan de andere kant van de grens, meten de onderzoekers in 3 duinpannen in het uiterste noordwesten van Frankrijk, bij het plaatsje Bray-Dunes.
Apparatuur voor live-metingen
In enkele van deze pannen staat ook meetapparatuur opgesteld om het tempratuurverloop live op internet te kunnen volgen. Omdat een van de bedrijven, die daarbij helpen, in april stopt met het doorgeven van data, hebben de vrieskoujagers 3 nieuwe dataloggers bij een ander bedrijf aangeschaft. Delmation IoT Solutions heeft de vrieskoujagers in het kader van hun onderzoek die dataloggers deels gesponsord. Waarvoor onze hartelijke dank!
Zodra Pieter Bliek eind maart weer naar België en Frankrijk gaat, plaatst hij twee dataloggers in interessante duinpannen in Koksijde en eentje in de relatief koude duinpan in Bray-Dunes. Om de dataloggers te testen, heeft hij ze voor dit moment in duinpannen in het Bergense bos en in Camperduin geplaatst. De dataloggers werken uitstekend.
Voor meer informatie over de gebruikte meetapparatuur:
Voeg weerverteller.nl toe aan het startscherm van je telefoon
Mis ook deze verhalen niet:
Tweede doorkijkje naar de winter: signalen tegenstrijdiger geworden
Aanwijzingen ‘kansrijkere’ winter dringen in modelberekeningen door
Warme luchtlaag boven poolgebied straks geheime wapen winter?
Volg ons ook op facebook en X!
Jouw foto op Weerverteller.nl?
Stuur je foto naar foto@weerverteller.nl, of via X met de vermelding van @weerverteller
