NVBM Symposium | 9 november 2012

Radardetectie van vliegbewegingendoor vogels

Hidde Leijnse

NVBM Symposium | 9 november 20122

Bijdragen

Adriaan Dokter1, Martin de Graaf2, Michael Kemp1, Judy Shamoun-Baranes1, Felix Liechti3, Hans van Gasteren4, Pierre Tabary5, Laurent Delobbe6, Emiel van Loon1, Willem Bouten1, Hans Beekhuis2 en Iwan Holleman2

1Universiteit van Amsterdam, Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics2KNMI

3Zwitsers Ornithologisch Instituut4Koninklijke Luchtmacht

5Météo France6KMI

NVBM Symposium | 9 november 20123

Vogeltrek in radarbeeldenVoorbeeld 17 oktober 2008

355˚ 0˚ 5˚ 10˚10˚

50˚

55˚

0 100 200

Kilometers

KoperwiekTurdus iliacus

10˚0˚50˚

355˚ 5˚

55˚

NVBM Symposium | 9 november 20124

355˚ 0˚ 5˚ 10˚10˚

50˚

55˚

0 100 200

Kilometers

50 km

Vogeltrek in radarbeeldenVoorbeeld 17 oktober 2008

radiële snelheidreflectiviteit

NVBM Symposium | 9 november 20125

355˚ 0˚ 5˚ 10˚10˚

50˚

55˚

0 100 200

Kilometers

50 km

Vogeltrek in radarbeeldenVoorbeeld 17 oktober 2008

radiële snelheidreflectiviteit

NVBM Symposium | 9 november 20126

Vogeltrek

Neerslag

= Wideumont radar

Ruimtelijk glad

Ruimtelijk variabel

Vogels herkennen in radarbeelden

NVBM Symposium | 9 november 20127

Neerslag(passage van een koufront)

Vogeltrek:SD drempelwaarde 2 m/s

Vliegsnelheid

Vliegrichting

Automatische vogel-herkenning

1) Radiëlesnelheid analyse

NVBM Symposium | 9 november 20128

Automatische vogel-herkenning

2) Neerslag wegfilteren

NVBM Symposium | 9 november 20129

Hoo

gte

[km

]

nacht

schemering

Hoogteprofiel van vogeldichtheid

Kolom-geintegreerde vogeldichtheid

dag

Uitvoer van automatisch algoritme

NVBM Symposium | 9 november 201210

“Superfledermaus”

Nauwkeurige identificatie:

vleugelslagpatroon van een zangvogel

vleugelslagpatroon van een insect

Tijd

Am

plitu

de

Validatie met vogelradar

NVBM Symposium | 9 november 201211

C-band Doppler weerradar

X-band vogelradar“Superfledermaus”

18 aug–18 sep 2007

21 sep–22 okt 2007

7 maart–8 mei 2008

NVBM Symposium | 9 november 201212

Super-fledermaus,

Saint Hubert

Weerradar, Wideumont

WeerradarVogelradar

Validatieresultaten

NVBM Symposium | 9 november 201213

ToepassingenToegepast:• 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

NVBM Symposium | 9 november 201214

Voorjaar Najaar

Hoogte

Win

d m

eeTem

per

atuur

Voorjaar Najaar

0.4

1.0

2.0

3.0

Hoogte

[km

]

Vogeldichtheid [km-3]

Keuze van trekhoogte

NVBM Symposium | 9 november 201215

Menselijke verstoringen

NVBM Symposium | 9 november 201216

Grauwe ganzen (~7000)

Kolganzen (~3000)

Smienten (~11000)

NVBM Symposium | 9 november 201217

Menselijke verstoringen

NVBM Symposium | 9 november 201218

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

NVBM Symposium | 9 november 201219

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

NVBM Symposium | 9 november 20122020

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

NVBM Symposium | 9 november 201221

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

NVBM Symposium | 9 november 201222

19 April 2008 19:30 UTC19 April 2008 21:00 UTC

Voorbeeld van gebruik van OPERA netwerk

NVBM Symposium | 9 november 201223

Veel vertrek, beperkte aankomstGebruik maken van wind mee op hoogte

Zowel vertrek als aankomst

Geen vertrek, alleen aankomst

Geen vertrek, geen aankomst

wind wind

NVBM Symposium | 9 november 201224

Wideumont

Trappes

Ardennen

2.5 km

1.3 km

0.8 km

2.0 km

“gebied rond Parijs”

“noord Frankrijk”

Hei

ght a

bove

gro

und

0.5 km

-0.5

0.5 km

NVBM Symposium | 9 november 201225

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!

NVBM Symposium | 9 november 201226

Bedankt voor de aandachtPartners:Vogeltrek Nederland → EngelandVragen?

Vliegbewegingen bij vliegveld Wenen bij buien

Literatuur

Dokter A.M., Liechti F., Stark H., Delobbe L., Tabary P., Holleman I. (2012), Birdmigration 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 weatherradars. 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 toreduce 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 facilitatemass migration events across the North Sea., Anim. Behav. 81, 691-704, doi:10.1016/j.anbehav.2011.01.003.