Jitze van der Meulen, KNMI Automatische metingen van de atmosferische druk in het nationale meteorologische meetnet Jitze van der Meulen, KNMI

Historie Evangelista Torricelli lived from 1608 to 1647 Torricelli was the first man to create a sustained vacuum and to discover the principle of a barometer. Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Uitvinding van de kwik barometer Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Uitvinding van de kwik barometer Er is sprake van luchtdruk, dus lucht kent een dichtheid  (c.q. massa) Luchtdruk varieert in de tijd Luchtdruk neemt (sterk) af met de hoogte (Pascal, Puy de Dôme, 1648) Het woord “barometer” (Gr. “Baros”) komt van Boyle (1665; p·V= constant) Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Metingen van de (atm.) luchtdruk Waarnemingen, vooral in abdijen/kloosters Rond 1850 toenemende belangstelling en ontwikkeling meetnetten (in combinatie met andere variabelen, waaronder aardmagnetisme, waterstanden) Opkomst ‘massaproductie’, o.a. met aanduiding te verwachten weer Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Metingen van de (atm.) luchtdruk Ontwikkeling meetnetten (von Humboldt [2]), eerste helft 19e eeuw: experimentoren, die zoeken naar verschijnselen, fenomenen. Willem Wenckenbach: 1835 start frequent meten van schommelingen in de luchtdruk op verschillende stations (meestal in combinatie met magnetische intensiteit, populair in die dagen). Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Metingen van de (atm.) luchtdruk Buys Ballot (1817-1890): voorvechter van empirische wetenschap, de ontwikkeling van de meteorologie en het verzorgen van waarnemingen – met name de internationale uitwisseling (telegrafie). Hiertoe in 1854 de oprichting van het KNMI. Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Metingen van de (atm.) luchtdruk Inzicht in het gedrag van de atmosfeer (het weer) door meten en experimenteren. Wet van Buys-Ballot: verband tussen luchtdruk en windsnelheid en -richting NH Coriolis Effect Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Toepassingen m.b.v. luchtdrukmetingen Door op grote schaal gelijktijdig te meten, kunnen aan de hand van de meetpunten kaarten met isobaren worden getekend en daarmee het gedrag van de wind. Daartoe wordt wel eerst de luchtdruk herleid naar zeeniveau om de hoogte effecten te vermijden Deze kaarten worden synoptische weerkaarten genoemd, grondslag voor de synoptische meteorologie Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Ontwikkelingen begin 20e eeuw Metingen alleen aan het aard- of zeeoppervlak, maar atmosferische processen hebben een 3D karakter Vilhelm Bjerknes (“Bergen School”) vanaf 1920 de introductie van warme en koude fronten, dat uitmondde in het ‘extratropical cyclone model’ Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Ontwikkelingen begin 20e eeuw The initial stage where the front seperates the cold polar airmass and the warm tropical airmass. Warm air invading the formerly polar area. The onset of a cyclone. The lifecycle of a cyclone Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Ontwikkelingen begin 20e eeuw verwachtingen van gedrag en ontwikkelingen van het weer, gebaseerd op inzichten Bergen School, algemene trend en ervaringen, dus erg kwalitatief. Al in 1904 is bedacht om, door gebruik te maken van bekende hydrodynamische en thermodynamische vergelijkingen, kwantitatieve extrapolaties te maken (in de tijd) van de toestand van de atmosfeer – uitgaande van een goede analyse van de begintoestand; echter onmogelijk, want: Geen rekencapaciteit Alleen oppervlakte metingen, niet in de atmosfeer Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Ontwikkelingen na 1948 Vanaf 1948 is begonnen met kwantitatieve berekeningen, mogelijk geworden door: De komst van computers Metingen in de atmosfeer m.b.v. radiosondes, die druk temperatuur en vocht meten; de verplaatsing van de sonde wordt gemeten m.b.v. radiobakens (en tegenwoordig GPS) waaruit windrichting en snelheid wordt afgeleid. Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Meettechnieken Barometers: tot ca. 1990 metingen met kwikbarometers en aneroide barometers. Na 1990 volledige automatisering met digitale barometers Kwikbarometers vereisen een menselijke inspanning en moeten worden gecompenseerd en gecorrigeerd voor t, lokale g0 en meniscus; de automatische barometer is zodanig geselecteerd dat hysterese, temperatuurinvloeden onmeetbaar klein zijn en met een lange termijn stabiliteit ( < 0,1 hPa per 2 jaar). Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Meettechnieken Piezo-elektrische sensor Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Meettechnieken Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Meettechnieken Barometers in radiosondes: tot ca. 2000 metingen met aneroide sensors. Na 2000 op basis van chip-technologie Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Meettechnieken Barometers in radiosondes: Verband luchtdruk  hoogte Veelal toegepast: International Standard Atmosphere Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Meettechnieken Barometers in radiosondes: tot ca. 2000 metingen met aneroide sensors. Na 2000 op basis van chip-technologie Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Meettechnieken microelektronica Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Meettechnieken microelektronica Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Meetnet  MNZ (RMI)  Noordzee (Nogepa)  synoptische stations  additionele stations  windmast  Duitse stations (DWD en BSH)  Belgische stations (KMI en MVB)  Engelse stations (Met Office) Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Kalibratie en justering Sinds 1850 bezit KNMI een echte standaard, ontworpen door Krecke samen met Buys-Ballot. Het is een U vormige buis met Hg, waarbij op afstand met een kijker de schaal kan worden afgelezen. Het hoog-vacuum deel is in 1994 klaargekomen, maar gemolesteerd tijdens de nieuwbouw rond 2000 en nu buiten gebruik. De barometers van het meetnet worden thans gekalibreerd en gejusteerd m.b.v. Een referentie standaard, die herleidbaar is naar de Nmi/VSL standaard. Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Kalibratie en justering DPI 510, controler P 1107, reference Stabiliteit ca. 0,01 hPa Meetonzekerheids-eis < 0,05 hPa Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Kalibratie en justering DPI 510, controler P 1107, reference Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006

Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006 Waarnemingen 28 juni 2006 19:20 Thank you http://www.knmi.nl/~meulenvd/pres/ Klantendag NMi VSL, 29 juni 2006