Vliegtuigen gebruiken als weerstation

Nieuws - 04 oktober 2018 - Webredactie Communication

 

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. Deze week publiceren 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.”

Voorbeeld van een 'wind grid' boven Nederland en België, op 30.000 ft

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 (allemaal 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@tudelft.nl

Beeld header: Getty

/* */