Vliegtuigen gebruiken als weerstation
Om veilig te kunnen vliegen is het noodzakelijk dat vliegtuigen over de
nieuwste wind- en temperatuurgegevens beschikken. Maar met zijn allen kunnen
vliegtuigen ook fungeren als sensornetwerk dat informatie verschaft waarmee
betere weermodellen en voorspellingen kunnen worden gemaakt, aldus onderzoekers
van de TU Delft. Vorige week publiceerden zij hun bevindingen in PLOS One.
Communicatie
Wind- en temperatuurgegevens zijn belangrijke parameters in onderzoeken naar
vliegtuigprestaties. Door het gebrek aan accurate metingen van deze parameters
moeten onderzoekers gedwongen vertrouwen op numerieke
weersvoorspellingsmodellen, die vaak gefilterd worden voor een groter gebied,
waardoor de plaatselijke nauwkeurigheid afneemt. “Vliegtuigen geven echter ook
informatie door die gebruikt kan worden om weersomstandigheden uit af te
leiden. Dit gebeurt door de communicatie met surveillanceradars van
luchtverkeersleiders”, aldus Junzi Sun, onderzoeker van de TU Delft.
Bewegende sensoren
Hoewel surveillancedata van vliegtuigen hier niet voor zijn bedoeld, bevatten
deze informatie die gebruikt kan worden voor weermodellen. “In ons artikel
presenteren wij een methode die ons in staat stelt om een weerveld te
reconstrueren uit surveillancedata die met een eenvoudige ontvanger kunnen
worden ontvangen”, vertelt Sun. “Wij beantwoorden twee onderzoeksvragen: hoe
kunnen we accuraat wind- en temperatuurgegevens afleiden uit surveillancedata
van vliegtuigen, en hoe kunnen we efficiënt een realtime ‘weergrid’
reconstrueren. We beschouwen vliegtuigen als bewegende sensoren die indirect
wind- en temperatuurgegevens op verschillende locaties en vlieghoogtes meten.
De barometrische hoogte van het vliegtuig, de grondsnelheid en luchtsnelheid
worden gedecodeerd uit downlinks van surveillancedata. Vervolgens worden de
temperatuur- en windgegevens berekend middels vergelijkingen van de conversie
van de snelheid van het vliegtuig.”
Geen nieuwe apparatuur nodig
“Om de tweede vraag te antwoorden, stellen wij een nieuw model voor om wind- en
temperatuurvelden te construeren. Lokale kortetermijnvoorspellingen zijn ook te
maken met een zogenaamde ‘predictor layer’. Met een testdataset waarnemingen
zijn we er in geslaagd te bevestigen dat het gemiddelde voor absolute fouten
qua afgeleide wind- en temperatuurgegevens bij het gebruik van onze modellen
67% en 26% lager ligt dan wanneer we het conventionele numerieke
weersvoorspellingsmodel gebruiken.”
Luchtverkeersleiders en wetenschappers kunnen volledig en vrijelijk over het
nieuwe model beschikken. Een dergelijk systeem kan met behulp van bestaande
technologie en databronnen worden geïmplementeerd. Hiervoor zijn geen nieuwe
apparaten of communicatieprotocollen nodig. “Op basis van de eenvoudige
ontvanger die wij hebben gebruikt voor het artikel, denken wij dat met
toekomstig onderzoek meteorologische monitoring met een brede dekking mogelijk
is door gebruik te maken van data van bestaande netwerken van ontvangers.”
Meer informatie
Weather field reconstruction using aircraft surveillance data and a novel
meteo-particle model, Junzi Sun, Huy Vû, Joost Ellerbroek, and Jacco M.
Hoekstra (all TU Delft). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205029
Homepage Junzi Sun https://junzisun.com/ en ;
http://cs.lr.tudelft.nl/people/j-sun-2-2/
Adviseur wetenschapscommunicatie TU Delft Roy Meijer, 015 2781751,
r.e.t.meijer@xxxxxxxxxx<mailto:r.e.t.meijer@xxxxxxxxxx>
