Verrekijkers voor gevorderden




Goudplevieren in Friesland: op 17 januari 2008 kunt u ze zien boven de kop van Noord Holland om 10 uur: Wanneer de hightech-vogeltrekmeting zich verder ontwikkelt moeten dit soort voorspellingen mogelijk worden

Dankzij biologenrekenwerk kan de Koninklijke Luchtmacht drie dagen tevoren de hoeveelheid vogeltrek voorspellen, als de weersverwachting bekend is. De volgende stap is een vogeltrekverwachting voor Noordwest Europa, maar het blijkt lastig om alle vogels in één rekenmodel te vangen.

Even kijken op ‘Vogelradar.nl’ waar je als vogelaar met verrekijker het komende weekend moet staan. Aah, de nachtegalen uit Scandinavië komen naar Drenthe, wat nog meer?  ‘De vogeltrekverwachting voor overmorgen: een troep kleine zwanen uit Denemarken trekt ’s ochtends om 10 uur over Noord Friesland op 1 kilometer hoogte in zuidwestelijke richting, gevolgd door kraanvogels uit Zweden. In de loop van de middag zal de trekintensiteit van rietganzen aanwakkeren op vijfhonderd meter hoogte.’

Het lijkt een gedroomd toekomstscenario, de site bestaat nog niet. Toch zijn de eerste stappen voor 21ste eeuws vogelen al gezet. Liefhebbers kunnen al terecht bij het Ecogrid van de Universiteit van Amsterdam. Hier geven computerkaarten voor twee weken een vogelverwachting, op basis van geografie en historische telgegevens van Sovon Vogelonderzoek.

De Koninklijke Luchtmacht kan al dagen vooruit de intensiteit van vogeltrek voorspellen, met hulp van het computerprogramma BAM (Bird Avoidance Model). Het model werd afgelopen jaar operationeel, en moet helpen om vogelaanvaringen met vliegtuigen te voorkomen. BAM maakt gebruik van weerkaarten, geografische informatie en Robin 4. Dit is TNO-software die radarecho’s van de Air Defence Radar in het Friese Wier vertaalt naar de hoeveelheid vogels per kubieke kilometer. De modelvoorspellingen komen al tot 80 procent overeen met de door de radar gemeten intensiteit van vogeltrek.

Dit Nederlandse vogeltrekwerk gaat de grens over, nu ook ruimtevaartorganisatie ESA zich op de vogels heeft gestort. Zij startten onlangs het programma Avian Alert dat mikt op een Europadekkend radarnetwerk, een zogenaamd ‘system of systems’ dat vogeltrek meet. Een Europese BAM-variant moet ook de vogeltrek dagen vooruit voorspellen, waarbij Nederlandse biologen het benodigde rekenwerk verzorgen. Het systeem moet als vroegtijdige vogeltrekwaarschuwing dienen voor vliegverkeer zoals ook de projectnaam Avian Alert al suggereert. Naast de Koninklijke Luchtmacht nemen de luchtmachten deel van Duitsland, Frankrijk en België. Zij stellen radardata van vogeltrek beschikbaar.

Artificial Intellicence

Aan de basis van vogeltrekvoorspelling bij de Koninklijke Luchtmacht staat het complexe rekenwerk van luchtmachtbiologen als Jelmer van Belle, in dienst bij het Bureau Natuur van Defensie in Den Haag. Met collega-biologen Judy Shamoun en Emiel van Loon van de Universiteit van Amsterdam en TNO ontwikkelde hij BAM. Ze publiceerden de resultaten afgelopen jaar in het Journal of Applied Ecology.

De biologen maakten bij hun rekenwerk gebruik van een bekend gegeven: Het weer heeft een grote invloed op de intensiteit van vogeltrek die op een tijdstip plaatsvindt. Van Belle en collega’s onderzochten daarom welke weersfactoren de meeste invloed hebben op nachttrek in het najaar, en hoe je dit verband in een rekenmodel kunt vangen. Basis van het rekenmodel is statistisch gereedschap uit de Artificial Intelligence. Dit zogenaamde non-lineaire regressiemodel legt verbanden bloot bij processen met veel variabelen, waar op het eerste gezicht chaos lijkt te regeren.

De droom van iedere rekenende bioloog is een model maken dat de relatie tussen weer en trekintensiteit zo goed vangt, dat het overal goede voorspellingen geeft. Het model is dan niet meer ‘data-driven’zoals dat heet en lokaal bruikbaar, maar ‘theory-driven’en geeft dus een universeel verband weer tussen weer en vogletrek. Al heb je het model gebouwd op basis van metingen aan Nederlands weer en Nederlandse vogels, je zou er ook in België vogeltrekvoorspellingen mee kunnen doen.

Het Hollandse BAM-model werd gebouwd met hulp van radarmetingen van de nachttrek van vogels die de zuidwestelijke route over ons land vlogen uit Scandinavië vlogen tussen 100 en 1100 meter hoogte, in een straal van 150 kilometer rond de radarpost in Friesland. Deze radar meet de hoeveelheid vogelvlees per kubieke kilometer luchtruim, alleen globale intensiteit dus. De meetperiode liep van augustus tot november in de jaren 2001 tot 2003. Uit de KNMI-database van het Groningse Eelde kwamen gegevens van 28 weersfactoren uit die periode als luchtdruk, temperatuur en windsnelheid.

Vergelijking van verschillende weersinvloeden als luchtdruk en regen liet zien dat de wind de meeste invloed had, wat ook uit de literatuur bleek. Na tests van het eigen BAM en vergelijkingen met radarmetingen konden zij een model ontwikkelen dat bij gemiddelde vogeltrek ongeveer 80 procent nauwkeurige voorspellingen geeft. Van Belle en collega’s testten ook de nauwkeurigheid van bestaande vogeltrekmodellen van Deense, Duitse en Zweedse biologen. Die scoorden een magere 30 procent voor Nederlandse vogels, terwijl ze het in eigen land goed deden.

Dat pleit niet direct voor BAM, maar toont dat bestaande vogeltrekmodellen nog erg afhankelijk zijn van lokale metingen. BAM haalde nauwkeurige voorspellingen, omdat het is afgestemd op Nederlandse weer- en vogeltrekgegevens. Het is alleen lokaal toepasbaar. De Zweden, Denen en Duitsers werkten met een iets andere rekenmethode en meetmethodes, en hún vogeltrek reageert lokaal mogelijk anders op weersverandering. Waarom is niet bekend.

Satelliet

Voor een Europese vogeltrekverwachting op ieder willekeurig moment van de dag is het dus nog te vroeg. Toch zijn onderlinge verschillen tussen landen best op te lossen. “In ieder land afzonderlijk moeten biologen op basis van meer metingen een eigen vogeltrekmodel ontwikkelen”, zegt Judy Shamoun, die met Van Belle publiceerde. Zij werkt samen in Avian Alert. “Een Europees model dat intensiteit van vogeltrek voorspelt voor meer landen kan vervolgens ieder afzonderlijk model combineren. Daarmee kun je wel over grenzen heen voorspellingen doen.”

Belangrijk manco van modellering blijft dat je alleen globale voorspellingen kunt maken bij ‘normale’omstandigheden. BAM is bijvoorbeeld niet bruikbaar bij extreem lage of hoge vogeltrek. Verschillen op soortniveau zijn al helemaal een brug te ver, terwijl die wel relevant zijn. Sommige vogelsoorten hebben bijvoorbeeld compleet lak aan de wind, die in het Nederlandse onderzoek juist een grote rol speelde.

 “In mijn werk aan visarenden vond ik dat zij het moment van vertrek op geen enkele manier door de wind laten beïnvloeden”, zegt Deens expert in vogelmodellering Kaspar Thorup van de Universiteit van Kopenhagen. “Of visarenden nu voor de wind of tegenwind hebben, ze gaan gewoon richting zuiden.”Toch verwacht Thorup, net als de Nederlanders veel van modellering als manier om trekintensiteit te voorspellen.

“Iedere vogelaar kan in de praktijk waarnemen dat op de ene dag tijdens de trek een hele groep vogels verschijnt en de volgende dag weer helemaal niets”, zegt hij. “Het zal alleen nog jaren duren voordat we een vinger krijgen achter het waarom van die waarneming. Aan de basis moeten beslisregels liggen op het gebied van weer en geografie waar grote groepen vogels zich aan houden. Snap je de theorie daarachter, dan kun je ook betere voorspellingen maken.”

Betere waarnemingen, zoals via satellietzenders kunnen volgens Thorup weer helpen bij betere modellen. De Denen laten in 2009 daarom een nieuwe experimentele vogelsatelliet lanceren die ook lichte zenders in rugzakjes op zangvogels detecteert. De ESA-woordvoerder wil niet zeggen of dit ook bij Avian Alert plaatsvindt, al circuleren wel plannen.

Rest nog de vraag wat vogels zelf aan al het rekenwerk en hightech-vogelarij hebben. “Ik wil het modelwerk ook gebruiken om overlevingskansen van vogels op trek te kunnen inschatten”, zegt Shamoun. “Vooral bij trekvogels die van thermiek afhankelijk zijn zoals arenden en ooievaars, zie je dat weersveranderig een sterke invloed heeft op de tijd die ze bezig zijn om in Afrika te komen. Terwijl ze maar een beperkte hoeveelheid energie beschikbaar hebben. Je begrijpt via modellering misschien beter hoe snelle aanpassingen in landschap en klimaat de reistijd van vogels beïnvloedt. Een interessante vraag is of vogels die al eeuwen de zelfde routes nemen zich daaraan kunnen aanpassen. Dat weten we nu nog niet.”

www.avianalert.eu/

www.bambas.ecogrid.nl/distribution/index.php

https://www.bambas.ecogrid.nl/migration/index.php

Hightech vogelen

RADAR- Het eerste vogelradaronderzoek stamt uit de jaren vijftig. Robin (Radar Observation of Bird Intensity and Notification) is software die TNO in 1989 ontwikkelde met hulp van defensiebioloog Luit Buurma. Buurma ontdekte eind jaren zeventig hoe de Air Defence Radar in Friesland vogeltrek kon detecteren, en was wereldwijd de eerste bioloog die gebruik van militaire radar systematisch bij een luchtmacht invoerde, om vogeltrekwaarschuwingen te geven. De nieuwe versie ROBIN4 heeft een hogere resolutie en kan ook inzoomen op individuele vogels.Een manco is nog steeds dat interpreteren van de radarbeelden specialistenwerk is. Voor grootschalige vogeltrekbewegingen worden ook weerradars gebruikt.

Vogelsoorten zijn makkelijker te herkennen met een doelzoekende wingbeatfrequencyradar. De terugkaatsing van het radarsignaal verandert continue als een vogel of vleermuis zijn vleugels slaat en dus zijn lichaamsvorm verandert. De vleugelslagfrequentie is voor iedere vogelsoort uniek. Dit radartype kan eenvoudig kleine vogels afzonderlijk zien, en wordt momenteel in Noorwegen gebruikt om de invloed van windparken op vogeltrek te meten.

ICARUS: Individuele vogels volgen op trek kan per Argos-satelliet. Deze methode is al 15 jaar succesvol bij grote vogels op trek als ooievaars en grauwe kiekendieven. De Universiteit van Princeton wil het grootste nadeel van Argos-satelliettelemetrie oplossen; kleine zangvogels en insecten kunnen de relatief zware Argoszenders niet dragen. Tussen droom en uitvoering ligt alleen nog een gat van 100 miljoen dollar. De Universiteit van Kopenhagen krijgt dan ook de primeur. Zij laten in 2009 een goedkope satelliet meeliften met een lancering. Deze satelliet kan ultralichte GPS-zenders detectereren.

VERREKIJKER- Hightech biedt vooral soelaas wanneer de verrekijker tekort schiet, zoals bij nachttrek of op grote afstand. Waarneming op de grond blijft onmisbaar. Voor gegevens over vogelsoorten leunt de Koninklijke Luchtmacht daarom sterk op SOVON vogelonderzoek. Dankzij dertig jaar telgegevens door 7500 vrijwilligers beschikken zij over de grootste vogeldatabase ter wereld. Alleen vergelijkbare vogeltreklanden als Israël hebben een database die kan concurreren.