Ballonvossenjacht

Hoe voorspel je de route die de ballon van de ballonvossenjacht gaat volgen?

Sinds 2002 heb ik meegedaan aan de ballonvossenjacht. Aanvankelijk samen met PA3DAM (Ron), later is het team uitgebreid met QRP-Peter. Natuurlijk is het de sport om de vos onder de ballon (zo snel mogelijk) terug te vinden. Op deze pagina wordt een overzicht gegeven van de software die is ontwikkeld voor het maken van een prognose van de route die de ballon zal gaan volgen. In de laatste jaren is het model wat hiervoor is ontwikkeld zover ontwikkeld, dat de verwachte landplaats tot een blok van 10 x 10 km kan worden ingeperkt. Op de website van de ballonvossenjacht kunnen alle details van dit jaarlijkse evenement worden gevonden.

In de week die vooraf gaat aan de ballonvossenjacht, wordt er elke 6 uur een model gemaakt van de atmosfeer. Daarbij worden voor allerlei hoogtes varierend van 0 tot meer dan 30 kilometer een aantal parameters overwogen: druk, windrichting, windsnelheid en temperatuur. Deze informatie wordt op een internet server met de nodige tools verzameld. De belangrijkste bron van informatie is de website van de University of Wyoming. Deze website maakt de berekende resultaten van het GFS model bekend voor onder andere Europa. Hiermee kan in 6 uurs stappen tot 168 uur vooruit de samenstelling van de atmosfeer worden bekeken op hoogtes van 1000hPa (aardoppervlak) tot 10hPa (30+ km).

Het verkrijgen van zinvolle informatie uit deze website ligt nog niet zo voor de hand als het lijkt. De belangrijkste reden is dat de beschikbare informatie wordt gepresenteerd in kaartformaat, terwijl een meer hanteerbaar formaat (tabel bijvoorbeeld) gewenst is.

Door middel van een shell script worden elke 6 uur de relevante plaatjes automatisch gedownload vanaf dit user interface. In deze plaatjes wordt vervolgens bepaald waar De Bilt (Nederland) zich bevind. Vervolgens wordt door analyze van kleuren en windbarbs de atmosfeer situatie in Nederland in kaart gebracht. Daarvoor is het zelfs nodig de legenda in deze plaatjes te decoderen met software. Het resultaat wordt vervolgens met een email naar het team van de ballonvossenjacht toegestuurd.

Uit deze informatie wordt elke 6 uur een tabel met atmosfeer details gemaakt die betrekking heeft op het moment van de ballonvossenjacht. Elke 6 uur is deze voorspelling weer iets minder ver in de toekomst vooruit, waardoor de onzekerheid in het gevonden atmosfeer model verbeterd naarmate de ballonvossenjacht dichterbij komt. Een voorbeeld van zo een atmosfeer model ziet er bijvoorbeeld als volgt uit.

# Velden:
# 1) druk in mbar
# 2) hoogte in meters
# 3) richting in graden [0-360]
# 4) windsnelheid in knopen
# 5) temperatuur in graden Celcius
#
10 30840 129 5 -47
20 26460 112 9 -52
30 23880 103 15 -52
50 20580 118 6 -57
70 18420 150 15 -57
100 16140 167 15 -52
150 13500 193 25 -47
200 11580 220 35 -52
250 10198 231 46 -52
300 9045 249 62 -47
350 7994 246 52 -42
400 7070 231 44 -36
450 6249 226 44 -28
500 5490 229 41 -22
550 4784 229 26 -18
600 4125 201 15 -15
650 3525 190 12 -12
700 2955 196 11 -7
750 2415 190 12 -7
800 1905 177 15 -2
850 1425 153 11 0
900 972 108 5 3
925 735 107 5 5
950 525 103 5 7
975 315 103 5 8
1000 105 100 5 11

Deze tabel bevat dus een beschrijving van de atmosfeer voor het moment waarop de ballonvossenjacht zal plaatsvinden. Dit model wordt nadat deze automatisch is samengesteld, per email verstuurd naar de groep waarmee we deelnemen.

Op een laptop kan deze email worden ontvangen, zo nodig zelfs in de auto als we al bezig zijn met de voorbereidingen op de ballonvossenjacht. Op deze laptop draait andere software waarmee het atmosfeer model kan worden gebruikt voor het bepalen van de vluchtroute van de ballon. Deze berekende route kan met dit programma ook in een landkaart worden getekend.

Een voorbeeld van zo een berekende route die in een kaart wordt getekend, is hieronder zichtbaar. Hier is gebruik gemaakt van een atmosfeer niet lang voor de ballonvossenjacht van 2006.

In het programma wat de route berekend is een model voorhanden wat de stijging en verplaatsing over de kaart berekend aan de hand van het atmosfeer model. De getekende route is in het blauw neergezet, met bij elke 5 minuten een tijds aanduiding. Daarnaast moet aan het rekenmodel een knaphoogte van de ballon worden gegeven. Daarmee wordt dan ook de locatie van knappen bepaald, en wordt van daaruit bepaald hoe de ballon gaat dalen. Uiteindelijk levert dit een landingsplaats op. Dit deel van de route is in het rood getekend op de kaart. Als uit de begeleidende vlucht informatie blijkt, dat de ballon in de werkelijkheid sneller of langzamer stijgt (door meer of minder gas in de ballon), dan kan dit in het model ook gelijk worden verwerkt.