Radardetectie van vliegbewegingen door vogels Hidde Leijnse
Bijdragen Adriaan Dokter 1, Martin de Graaf 2, Michael Kemp 1, Judy Shamoun-Baranes 1, Felix Liechti 3, Hans van Gasteren 4, Pierre Tabary 5, Laurent Delobbe 6, Emiel van Loon 1, Willem Bouten 1, Hans Beekhuis 2 en Iwan Holleman 2 1 Universiteit van Amsterdam, Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics 2 KNMI 3 Zwitsers Ornithologisch Instituut 4 Koninklijke Luchtmacht 5 Météo France 6 KMI 2
Vogeltrek in radarbeelden Voorbeeld 17 oktober 2008 Koperwiek Turdus iliacus Kilometers 0 100 200 55 55 50 355 50 355 0 0 5 5 10 3
Kilometers 0 100 200 55 Vogeltrek in radarbeelden Voorbeeld 17 oktober 2008 reflectiviteit radiële snelheid 50 355 0 5 10 50 km 4
Kilometers 0 100 200 55 Vogeltrek in radarbeelden Voorbeeld 17 oktober 2008 reflectiviteit radiële snelheid 50 355 0 5 10 50 km 5
Vogels herkennen in radarbeelden Ruimtelijk variabel Ruimtelijk glad Vogeltrek Neerslag = Wideumont radar 6
Automatische vogelherkenning Vliegsnelheid 1) Radiële snelheid analyse Vliegrichting Neerslag Vogeltrek: (passage SD drempelwaarde van een koufront) 2 m/s 7
Automatische vogelherkenning 2) Neerslag wegfilteren 8
Uitvoer van automatisch algoritme Hoogte [km] Hoogteprofiel van vogeldichtheid Kolom-geintegreerde vogeldichtheid nacht schemering dag 9
Validatie met vogelradar Superfledermaus Nauwkeurige identificatie: Amplitude vleugelslagpatroon van een zangvogel vleugelslagpatroon van een insect Tijd 10
C-band Doppler weerradar 18 aug 18 sep 2007 X-band vogelradar Superfledermaus 21 sep 22 okt 2007 7 maart 8 mei 2008 11
Validatieresultaten Superfledermaus, Saint Hubert Weerradar, Wideumont Weerradar Vogelradar 12
Toepassingen Toegepast: veiligheid voor luchtvaart analyse risico aanvaringen met windmolens boorplatforms Wetenschappelijk: in kaart brengen van trekroutes effect van grootschalige weerpatronen op trekroutes reactie van vogels op hindernissen monitoren van populaties keuze van trekhoogte reactie van vogels op menselijke verstoringen 13
Keuze van trekhoogte Hoogte Voorjaar Najaar Voorjaar Najaar Hoogte [km] 3.0 2.0 1.0 0.4 Vogeldichtheid [km -3 ] Wind mee Temperatuur 14
Menselijke verstoringen 15
Grauwe ganzen (~7000) Smienten (~11000) 16 Kolganzen (~3000)
Menselijke verstoringen 17
Menselijke verstoringen Jaarwisseling 2011-2012: Let op de aangegeven gebieden Vooral bij water zijn reflecties te zien Vooral watervogels die opschrikken Geen reflecties van vuurwerk 18
Gebruik Europees radarnetwerk (OPERA) Te ontwikkelen: Automatisch inregelen filter voor grondecho s per radar Real-time ruwe data beschikbaar Geschikt maken voor OPERA data format/converteren data naar OPERA data format Operationele systemen ontwikkelen binnen OPERA Bepalen geschiktheid van radar voor vogelmeting automatiseren 19
Automatisch filter voor grondecho s Bestaand filter op basis van 5 droge dagen in februari 2008 Dit filter is niet in te regelen voor ~200 Europese radars Door veranderingen in bebouwingen is het bestaande filter beperkt houdbaar Nieuw filter is op basis van statistieken van radarpixels over de afgelopen maand 20
Europese samenwerking ENRAM: European Network for the Radar surveillance of Animal Movement Vogels en insecten Uitwisseling van vogeltrekgegevens van weerradars en vogelradars Uitwisseling van kennis Interdisciplinaire samenwerking Samenwerking met de VS (geharmoniseerd weerradarnetwerk) Als netwerk pleiten voor open data 21
Voorbeeld van gebruik van OPERA netwerk 19 April 2008 19:30 21:00 UTC 22
Geen vertrek, geen aankomst Geen vertrek, alleen aankomst wind wind Zowel vertrek als aankomst Veel vertrek, beperkte aankomst Gebruik maken van wind mee op hoogte 23
Height above ground 2.5 km 1.3 km Trappes -0.5 0.5 km gebied rond Parijs noord Frankrijk 2.0 km 0.8 km Wideumont 0.5 km Ardennen 24
Conclusies Het is mogelijk om met weerradars automatisch nauwkeurige profielen van vogeldichtheden te meten. Het is in principe mogelijk om het uigebreide netwerk van bestaande weerradars in Europa te gebruiken om vogeltrek op continentale schaal te bestuderen. Een van de belangrijkste toepassingen hiervan is de (militaire) luchtvaart Gegevens van weerradar zijn essentieel om gedrag van vogels beter te begrijpen, en daarmee te kunnen modelleren (bijvoorbeeld het vormen van meerlaagse vogeltrek) Meteorologen en ornithologen hebben in principe hetzelfde doel: vogels van andere echo s onderscheiden in weerradar gegevens. Daarom zijn er zeker mogelijkheden voor samenwerking: ENRAM! 25
Bedankt voor de aandacht Vragen? Vogeltrek Nederland Partners: Engeland Vliegbewegingen bij vliegveld Wenen bij buien 26
Literatuur Dokter A.M., Liechti F., Stark H., Delobbe L., Tabary P., Holleman I. (2012), Bird migration flight altitudes studied by a network of operational weather radars. J. Roy. Soc. Interface, doi:10.1098/rsif.2010.0116. van Gasteren H., Holleman I., Bouten W., Van Loon E., Shamoun-Baranes J. 2008 Extracting bird migration information from C-band Doppler weather radars. Ibis 150(4), 674-686. Ginati A., Coppola D., Garofalo G., Shamoun-Baranes J., Bouten W., van Gasteren H., Dekker A., Sorbi S. (2010), FlySafe: An early warning system to reduce risk of bird strikes, European Space Agency Bulletin (pp. 46-55), ESA. Kemp M.U., Shamoun-Baranes J., Dokter A.M., van Loon E.E., Bouten W. (2012), The influence of weather on altitude selectionby nocturnal migrants in mid-latitudes, Ibis, submitted. Shamoun-Baranes J., Dokter A.M., van Gasteren H., van Loon E.E., Leijnse H., Bouten W. (2011), Birds flee en mass from New Year's Eve fireworks, Behavioral Ecology 22(6), 1173-1177, doi:10.1093/beheco/arr102. Shamoun-Baranes J., van Gasteren H. (2011), Atmospheric conditions facilitate mass migration events across the North Sea., Anim. Behav. 81, 691-704, doi:10.1016/j.anbehav.2011.01.003.