Duinpannen: alleen door te meten, kun je het weten
Reinout van den BornVrieskoujagers Pieter Bliek en Karel Holvoet onderzoeken al een hele tijd het nachtelijk temperatuurverloop in duinpannen aan de Nederlandse, Belgische en Franse kust. Daarvoor staat meetapparatuur opgesteld in tientallen duinpannen.
Van groot belang is dat deze apparatuur goed werkt en dat de metingen accuraat zijn. Voordat de meetapparatuur, bestaande uit dataloggertjes en zendertjes wordt geïnstalleerd, wordt deze eerst geijkt, zodat er temperatuurcorrecties kunnen worden toegepast.
In de meeste duinpannen liggen kleine dataloggertjes (ter grootte van een dikke duim) van het merk Elitech in kleine plastic weerhutjes aan een paaltje, op een hoogte van 10 centimeter boven de grond op het diepste punt van de duinpannen.
Koudste lucht zakt naar het laagste punt
‘Koude lucht zakt bij helder en windstil weer naar het laagste punt, waar het geconserveerd verder kan afkoelen. Dat afkoelingsproces willen we in kaart brengen. De reden waarom de ene pan sneller afkoelt en kouder wordt dan de andere duinpan willen we in kaart brengen’, zegt Pieter. ‘De kleine dataloggertjes van Elitech zijn hier uiterst geschikt voor. Ze meten tussen waardes van -30 en +60 graden Celsius in tienden van graden nauwkeurig’.
Aan de uiteinden van de loggertjes zit een kapje. Als je dat eraf haalt, kun je het metertje in een usb-poort van je laptop stoppen. Van de website van Elitech kun je een softwareprogrammaatje downloaden en installeren dat de data van de loggertjes automatisch binnenhaalt en in een Excelbestand opslaat. Reset daarna het loggertje en deze is klaar voor een nieuwe meetserie. Pieter heeft de loggertjes standaard ingesteld op een meting van om de 5 minuten. Met een geheugencapaciteit van 32000 metingen kunnen we ruim 3 maanden meten.’
Zodra Pieter en Karel nieuwe dataloggertjes aanschaffen, moeten deze eerst worden geijkt. Pieter ‘Elk dataloggertje heeft standaard een ijkcertificaatje waarop staat dat eventuele temperatuurafwijkingen in de metingen binnen de specificaties vallen. Maar omdat wij het temperatuurverloop heel nauwkeurig monitoren, is het van belang dat we zeker weten dat de gemeten waardes in tienden van graden kloppen.’
Uiterst gevoelige dataloggers
Om de Elitech loggertjes te ijken, maken de vrieskoujagers gebruik van de uiterst gevoelige en nauwkeurige dataloggers van de Bulgaarse fabrikant ThingsLog. Deze dataloggers hebben zij in samenwerking de fabrikant ontwikkeld, zodat ze bruikbaar in de duinpannen.
Pieter: ‘De ThingsLog-dataloggers hebben een klein ingebouwd zonnepaneeltje. Aan de dataloggers zitten 2 kabels met aan het uiteinde een sensor die de temperatuur zeer nauwkeurig tot in honderdsten van graden nauwkeurig registreert en aan internet doorgeeft. Zodra we nieuwe dataloggers van ThingsLog hebben, meet ik eerst of de temperaturen van de sensoren overeenkomen. Dat doe ik door ze aan de uiteinden van de kabels met plastic stripjes en zilverfolie bij elkaar te binden en afwisselend in de koelkast, vriezer, buitenlucht en bij kamertemperatuur te laten meten. De onderlinge temperatuurverschillen zijn met 0,01 tot maximaal 0,03 graden nihil.’
In de wetenschap dat de sensoren van de ThingsLoggers uiterst nauwkeurig en met verwaarloosbare onderlinge verschillen meten, kunnen de Elitech-loggetjes worden geijkt. De samengebonden kabels met sensoren van de ThingsLog-dataloggers worden in een doos geplaatst, waar de Elitech-loggertjes bij worden gelegd.
‘Voor de nauwkeurigheid heb ik die loggertje op een meting om de minuut ingesteld. Om ervoor te zorgen dat de luchttemperatuur in de doos overal gelijk is, heb ik de kabels met bij elkaar gebonden sensoren en loggertjes in plastic gewikkeld. Die doos zet ik vervolgens een poos in de koelkast, de vriezer, buiten in de luchttemperatuur en in de woonkamer.’
Elke meting duurt een paar uur
Elke meting duurt een paar uur, zodat de temperatuur kan stabiliseren. ‘Door de isolatie van het plastic duurt het even voordat de temperatuur in de doos dezelfde is als die in de omgeving. Na meetseries bij verschillende temperaturen stop ik. Op de laptop lees ik daarna de metingen van de Elitech-loggertjes uit. Op een schema heb ik de temperaturen van de ThingsLog-dataloggers genoteerd. Deze vergelijk ik met de metingen van de Elitech-loggertjes om zodoende de temperatuurafwijkingen te corrigeren. De correcties zet ik in de macro’s van de Excelbestanden. Bij uitlezing van de loggertjes wordt zo automatisch de juiste temperatuur weergegeven.’
In 9 duinpannen aan de Noord-Hollandse kust staan momenteel palen, waaraan de ThingsLog-dataloggers zijn bevestigd en die hun metingen aan internet doorgeven. Elke datalogger heeft 2 kabels met aan de uiteinden de sensoren. Het uiteinde van de ene kabel zit in een klein plastic weerhutje op 10 centimeter boven de grond, de andere kabel zit in een weerhutje op anderhalve meter hoogte aan de paal. Pieter: ‘Zo kunnen we het temperatuurverschil op beide hoogtes live volgen. Het verschil bij windstil en helder weer kan namelijk meerdere graden bedragen. Dat verschil willen we graag weten.’
Alle dataloggers hebben een klein, ingebouwd zonnepaneeltje, dit om te voorkomen dat het vrieskouduo steeds de batterijen weer moet vervangen. Alleen de ThingsLog-datalogger in de diepe duinpan in de Wimmenummerduinen werkt nog op batterijen. ‘Dat komt doordat deze datalogger in een plastic box in het duinzand onder een struik lag ingegraven. De kabels met sensoren en de externe antenne had ik in de takken van de struik bevestigd en de weerhutjes had ik bruin gespoten opdat ze niet zouden opvallen. In het verleden hebben vandalen hier een meetstation gesloopt. Daarom hebben we toen voor deze oplossing gekozen.’
Door de duinpan Hargerweg loopt een wandelpad
De datalogger is inmiddels uitgegraven en ingegraven onder een struik in een diepe duinpan, naast de Hargerweg. Deze locatie bevindt zich nabij Camperduin, waar ook een datalogger van ThingsLog staat opgesteld. In de duinpan, locatie Hargerweg genaamd, loopt een wandelpad.
Pieter: ‘In het verleden is hier tot 2 keer toe een dataloggertje gestolen, dat in een klein bruin gespoten plastic weerhutje verscholen tussen de heidestruiken stond. Doordat deze datalogger nu is ingegraven en de kabels in de struiken door hun schutkleur totaal niet opvallen, moet je heel goed zoeken wil je de datalogger vinden.’
De duinpan naast de Hargerweg is volgens de vrieskoujagers een interessante. Deze pan ligt slechts op een paar honderd meter afstand van de duinpanlocatie Camperduin, aan de andere kant van de Hargerweg. Uit eerdere metingen blijkt dat de temperatuur in de duinpan naast de Hargerweg gedurende heldere en windstille nachten 6 tot 8 graden kouder kan worden dan die in de duinpan van Camperduin in de zeereep. ‘Mogelijk heeft dat te maken met de beschutte ligging en de bomen en vegetatie om en in deze duinpan. De koude lucht wordt door de beschutting en de vegetatie gevangenhouden en kan hierdoor veel verder afkoelen dan de lucht in de duinpan in de zeereep, die een open karakter heeft’, verklaart Pieter.
Het effect van de beschutte ligging
Enkele jaren geleden maten de vrieskoujagers een minimumtemperatuur van -5 graden Celsius in de duinpan naast de Hargerweg, terwijl de minimumtemperatuur van de duinpanlocatie Camperduin die nacht niet veel lager dan +3 graden uitkwam. ‘Hier zie je heel duidelijk het effect van de beschutte ligging van de duinpan naast de Hargerweg. Daar waar elk zuchtje wind van zee de Cold Air Pool (koudepoel) van de Camperduin-duinpan opschudt en het afkoelingsproces verstoort, koelt de duinpan naast de Hargerweg ongestoord verder af.’
Het omgekeerde kan ook gebeuren. Uit metingen blijkt dat bij plotseling windstil weer met kortstondige en felle, nachtelijk opklaringen de temperatuur in de duinpan van Camperduin juist lager uitvalt dan die in de duinpan naast de Hargerweg. Als mogelijke verklaring geeft Pieter het open karakter van de Camperduin-duinpan. ‘Bij een plotselinge opklaring kan deze meteen zijn energie uitstralen. De vegetatie in de pan naast de Hargerweg belemmert de uitstraling. De tijd is dan te kort om snel af te koelen. Dit verschijnsel doet zich alleen voor bij korte en felle opklaringen. In nachten met windstil en helder weer, waarin de weersomstandigheden voor afkoeling optimaal zijn, heeft het er nu alle schijn van dat de pan naast de Hargerweg verder afkoelt. Nadere analyse van de data moet dat uitwijzen.’
Een ander opvallend verschijnsel is dat bij kortstondige opklaringen de temperatuur op de rand van deze duinpan lager uitvalt dan de minimumtemperatuur op het diepste punt. Dit terwijl koude lucht zwaarder is en naar het laagste punt zakt. ‘De natuurwetten lijken hier omgedraaid’, aldus Pieter. Het is meerdere keren voorgekomen dat het aan de rand vroor, terwijl de minimumtemperatuur op de bodem van de duinpan enkele graden boven het vriespunt bleef.
Onzichtbaar dekseltje
‘Een koudepoel of Cold Air Pool heeft aan de bovenkant een soort onzichtbaar dekseltje dat er bovenop ligt en de koudebel bij windstil weer afschermt, of als het niet te hard waait. Dit dekseltje heet een Captured Insulated Layer of CIL.
Het zou zo kunnen zijn dat bij hele kortstondige en felle opklaringen en absoluut windstil weer de temperatuur zo snel daalt, dat de koudepoel in de beschutte duinpan naast de Hargerweg op dat moment heel eventjes als een ‘warmtereservoir’ fungeert en de afkoeling van buitenaf, door de aanwezigheid van het onzichtbare dekseltje (CIL) dat erbovenop ligt, juist tegenhoudt. Dit proces wordt mogelijk versterkt door de vegetatie in en om de duinpan, die de lucht in de koudepoel stevigheid verschaft en de uitstralende warmte vertraagt’, speculeert Pieter. ‘Met de live metingen kunnen we het temperatuurverloop in beide duinpannen bij dergelijke weersomstandigheden vanaf heden goed in de gaten houden.’
Bij de Bulgaarse fabrikant ThingsLog hebben de vrieskoujagers 3 nieuwe dataloggers gekocht. ‘Twee daarvan plaatsen we in een duinpan in België en in Frankrijk, de derde komt in duinpan Vogelmeer 4 in de Schoorlse duinen. In de duinpannen van Vogelmeer 1 tot en met 3, die in een cluster bij elkaar liggen, staan al 3 palen met ThingsLog-dataloggers opgesteld. Zo kunnen we de minieme temperatuurverschillen in het temperatuurverloop binnen dit cluster volgen en duiden. Het blijkt namelijk dat de kleinste en meest ronde duinpan, Vogelmeer 3, bij ideale weersomstandigheden het snelst en ook het meeste afkoelt.’
Vogelmeer 4 ligt enkele honderden meters verderop
Duinpan Vogelmeer 4 ligt enkele honderden meters van dit cluster verwijderd en vertoont bij de nachtelijke afkoeling een afwijkende trend. Tijdens koude nachten geeft het Elitech-dataloggertje in het weerhutje aan de grond na temperatuurcorrectie soms een net iets lagere minimumwaarde aan dan het loggertje op anderhalve meter hoogte. Volgens Pieter heeft dit mogelijk met de zanderige bodem te maken en de weinige vegetatie in deze duinpan, waardoor de uitstralende warmte de metingen aan de grond beïnvloedt. ‘Met de installatie van de ThingsLog-datalogger kunnen we het temperatuurverloop voortaan live volgen.’
Voeg weerverteller.nl toe aan het startscherm van je telefoon
Mis ook deze verhalen niet:
Tweede doorkijkje naar de winter: signalen tegenstrijdiger geworden
Extreme mariene hittegolf Grote Oceaan geeft zacht wintersignaal
Warme luchtlaag boven poolgebied straks geheime wapen winter?
Aanwijzingen ‘kansrijkere’ winter dringen in modelberekeningen door
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
