Balloninstrumenten in een drukkamer

Gedurende 4 weken (vanaf 8 oktober tot 4 november) verzamelen wetenschappers van over de hele wereld in het wetenschappelijk centrum te Jülich (Duitsland) voor een vergelijkingscampagne van ozonsondes.

 

Uiteraard is dit niet de eerste keer dat een dergelijke campagne in Jülich wordt georganiseerd: de eerste dateert al van 1996! Wat deze editie wel extra speciaal maakt is de focus op 9 stations van het zuidelijk halfrond en/of de tropen, die samen een ozonsondenetwerk vormen. Het KMI heeft geen ozonsonde station in het zuidelijk halfrond of de tropen, maar, aangezien we over een algemeen erkende en jarenlange (bijna 50 jaar!) ervaring in het lanceren van ozonsondes beschikken, is onze collega Roeland Van Malderen gevraagd om op te treden als “ozonsonde-expert” tijdens de tweede helft van de campagne. Zijn taak bestaat voornamelijk in het archiveren van de verschillen in de verscheidene procedures van de stations, het zorgen voor het goed naleven van de aangereikte standaardprocedures, het analyseren van de meetgegevens en het adviseren omtrent nog uit te voeren experimenten.

 

Onze collega Roeland Van Malderen (links) in overleg met Herman Smit van het wetenschappelijke centrum te Jülich, die de leiding van de vergelijkingscampagne heeft.

Ozonsondes zijn kleine instrumenten, die in een isolerende piepschuimen doos aan een weerballon bevestigd worden om de ozonconcentratie in de atmosfeer op te meten tot op een hoogte van zo’n 35 km.

 

Lancering van een weerballon met een sonde tijdens opendeurdagen op het KMI.

Het principe van een ozonsonde lijkt eenvoudig: via een buisje wordt de buitenlucht door een pompje geleid naar twee elektrochemische cellen, gevuld met vloeistoffen (een positief en negatief geladen vloeistof). Deze vloeistoffen hebben de unieke eigenschap dat ze enkel reageren met de ozonmoleculen, waardoor ze een stroom genereren. Het zijn eigenlijk dus een soort van “natte” batterijen. Die stroom kan opgemeten worden en omgezet naar de hoeveelheid ozon aanwezig in de atmosfeer!

 

De ozonsonde testeenheid, die gebruikt wordt voor het voorbereiden, testen en karakteriseren van de ozonsondes, met op de voorgrond de ozonsonde (grijze pump vooraan, de witten cellen die de vloeistoffen bevatten erachter).

Deze toestellen bestaan al zo’n 55 jaar, maar toch hebben ze nog niet al hun geheimen prijs gegeven. Bovendien moeten ze voor gebruik goed klaargemaakt, getest en gekarakteriseerd worden: eens in de lucht heb je er geen controle meer over. Nu blijken deze procedures nogal wat te verschillen van station tot station. En durven eigenzinnige wetenschappers wel eens te experimenteren met de samenstelling van de vloeistoffen in de cellen. Kortom, een vergelijking van de impact van al deze verschillen op de uiteindelijke data drong zich op, en daarom worden te Jülich, wat het Wereld Calibratiecentrum voor ozonsondes is, ballonvluchten met 4 verschillende ozonsondes gesimuleerd in een drukkamer.

 

De drukkamer van het wetenschappelijk centrum te Jülich met daarin 4 ozonsondes.

In zo’n drukkamer kan men de atmosferische druk laten zakken tot de waarden op zo’n 35 km hoogte en kan men de temperatuur, vochtigheid en ozonconcentraties ook nabootsen van tijdens zo’n ballonvlucht. Bovendien kan men een referentie-instrument voor ozon in de drukkamer plaatsen, dat te zwaar is en niet schokbestendig genoeg om mee te vliegen met een echte ballonvlucht. De vergelijking van de meetresultaten tussen deze 4 ozonsondes en het referentie-instrument levert ons dus onschatbare waarde over de kwaliteit van de ozonsondes, het belang van bepaalde voorbereidingsprocedures en testen, de optimale samenstelling van de vloeistoffen, enz.


We kijken uit naar de resultaten van de campagne!

 

De deelnemers van de tweede helft van de vergelijkingscampagne, voor de drukkamer.