Embedded Files
In deze oefening bekijken we meer in detail het landgebruik van de VLINDER weerstations. We bekijken eerst het landgebruik van één gekozen locatie en vervolgens analyseren we het landgebruik van het hele VLINDER netwerk.
Wat het landgebruik precies is en hoe dit wordt bepaald, kan je lezen op de hoofdpagina van dit leerpad. Klik op de knop hieronder indien je deze pagina nog niet gelezen hebt.
De landgebruik data werd bepaald voor elke locatie door het VLINDER team. Hierbij zijn per locatie 5 verschillende bufferstralen voorzien: 20m, 50m, 100m, 250m en 500m. De landgebruik data kan je hieronder terugvinden in een Google Sheets formaat.
De dataset van het landgebruik
De dataset van het landgebruik
Aangezien de landgebruik kaarten enkel beschikbaar zijn over Vlaanderen, zijn er voor de Brusselse locaties schattingen gemaakt. Voor de locaties die zich aan de grens van Vlaanderen bevinden zijn er interpolaties gemaakt. Beiden staan aangegeven in de dataset onder opmerkingen.
Hiernaast kan je de landgebruik dataset vinden voor het hele VLINDER netwerk voor verschillende bufferstralen. Je kan deze data openen door op de rode knop 'dataset' te klikken.
De dataset is opgebouwd uit verschillende tabbladen die je onderaan kan zien. Elk tabblad bevat de landgebruik data die hoort bij een bepaalde bufferstraal.
In de tabbladen vind je zowel informatie terug over de locatie als over het landgebruik.
De locatie wordt beschreven door:
locatie; In welke stad of gemeente het VLINDER station staat.
station; De naam van het VLINDER station zoals je deze kan terugvinden op de WOW website.
lat; Breedtegraad van de locatie.
lon; Lengtegraad van de locatie.
buffer; De bufferstraal van het landgebruik gekozen voor het tabblad.
Het landgebruik wordt beschreven door:
de waterfractie; de fractie aan water binnen de bufferstraal.
de verharde fractie; de fractie aan verharding binnen de bufferstraal.
de groene fractie; de fractie aan groen binnen de bufferstraal.
In dit voorbeeld gaan we enkel met deze basis fracties aan de slag. Naast deze drie basis fracties zijn er ook een aantal meer gedetailleerde landgebruik fracties aanwezig in de dataset. Deze zijn subtypes van de drie basis fracties:
bomen
laaggewas
akkerland
en
verhard oppervlak
gebouwen
Het landgebruik van één locatie
Het landgebruik van één locatie
Als voorbeeld zullen we het landgebruik bestuderen van VLINDER 03. Dit VLINDER station is gelegen in het centrum van Turnhout .
Anderhalve kilometer verderop bevindt zich VLINDER 04, een locatie in een weiland net buiten Turnhout. VLINDER 04 kan dus dienen als landelijke referentie voor de stedelijke metingen van VLINDER 03.
We zullen het landgebruik bekijken voor verschillende bufferstralen en deze vergelijken met elkaar. Hiervoor kopieer je best de landgebruik fracties met bijhorende bufferstralen naar een apart werkblad.
Vervolgens maak je een gestapeld kolomdiagram met de landfractiedata en op de x-as de bufferstraal. Hieronder kan je de video demo's vinden.
In de grafiek hiernaast kan je zien dat de locatie zich in een tuinomgeving bevindt in de stad. Dit merk je aan de grote fractie groen voor een kleine bufferstraal (20 m). Op de satellietfoto hiernaast kan je ook zien dat voor een bufferstraal van 20 m het landgebruik door groen gedomineerd wordt. Voor een grotere bufferstraal toont het landgebruik voornamelijk verharding (80%).
Je merkt dus op dat het landgebruik sterk kan verschillen voor verschillende bufferstralen.
Landgebruik visualisatie van VLINDER 03 gelegen in het centrum van Turnhout.
Satellietfoto van het VLINDER 03 station in Turnhout met de bufferstraal van 20 m aangegeven.
Opdracht
Bekijk eens het landgebruik van de subtypes voor een locatie. Vergelijk deze met een satellietfoto. Komen deze overeen?
Is het landgebruik doorheen de seizoenen steeds dezelfde?
Het landgebruik van het VLINDER netwerk
Het landgebruik van het VLINDER netwerk
Alle VLINDER stations staan op unieke locaties in Vlaanderen of Brussel. Toch zullen er wellicht gelijkenissen zijn tussen verschillende locaties. We gaan in deze oefening op zoek naar de meest gelijkaardige locatie aan VLINDER 03. We baseren ons enkel op het landgebruik om gelijkaardige locaties te zoeken.
We zullen een gestapeld histogram maken voor het hele netwerk. Dit wilt zeggen dat we de fracties landgebruik in histogram-vorm bovenop elkaar zetten. Zo is de som van alle blokjes steeds 1 en worden de verschillende fracties aangegeven met verschillende kleuren.
Voor je deze grafiek maakt is het handig om je data eerst te sorteren volgens toenemende verharding. Je verkrijgt dan een grafiek zoals hiernaast. De grafiek hiernaast stelt het landgebruik voor van het hele VLINDER netwerk voor een bufferstraal van 250m. Hierin kan je zien dat er zowel zeer groene als zeer verharde locaties zijn (voor deze bufferstraal).
Door in deze grafiek je locatie op te zoeken, kan je kijken welke andere locaties een gelijkaardig landgebruik hebben voor een bufferstraal van 250m. Zo vind je dat VLINDER 08, VLINDER 10, VLINDER 27 en VLINDER 44 zeer gelijkaardig landgebruik hebben als VLINDER 03, voor een straal van 250m.
We herhalen dezelfde analyse voor verschillende bufferstralen. Zo bekomen we voor elke bufferstraal een aantal gelijkaardige locaties. De verhardingsfractie van de gelijkaardige locaties zal nooit exact gelijk zijn aan de verhardingsfractie van VLINDER 03. Daarom splitsen we de gelijkaardige locatie op naargelang ze net iets meer verharding hebben of net iets minder dan VLINDER 03. De 6 meest gelijkaardige locaties voor verschillende bufferstralen kan je hieronder bekijken.
De locaties die in kleur zijn weergegeven komen meerdere keren voor. Het zijn dus deze gelijkaardige locaties die overeenkomen met VLINDER 03 voor verschillende bufferstralen.
Hieronder stellen we de meest gelijkaardige locaties voor. Bij alle gelijkaardige locaties wordt ook één of meerdere onderzoeksvragen gesteld. Het beantwoorden van deze vragen laten we over aan de lezer.
VLINDER 47 Pelt
VLINDER 47 Pelt
VLINDER 47 Pelt
VLINDER 47 is gelegen in het industriegebied (Nolimpark) te Pelt. Het landgebruik voor alle bufferstralen komt overeen met VLINDER 03. Dit maakt dat het landgebruik VLINDER 47 zeer gelijkaardig is aan VLINDER 03. Toch kan je zien dat het type omgeving van VLINDER 03 (stedelijke) en VLINDER 47 (industrie) er volledig anders uitziet. VLINDER 03 is gelegen in het centrum van Turnhout, VLINDER 47 is gelegen in een industriegebied.
Een industriegebied heeft typisch veel verharding en maar weinig hoge gebouwen. Hierdoor zal het effect van reflecterende straling (zie De lokale energiebalans) minder van belang zijn. Kan je dit zien in de metingen?
VLINDER 49 Sint-Niklaas
VLINDER 49 Sint-Niklaas
Het landgebruik van VLINDER 49 in Sint-Niklaas komt goed overeen met deze van VLINDER 03. Beide locaties bevinden zich in het centrum van een stad. Toch verschillen beide steden sterk van omvang, zo heeft Turnhout een oppervlakte van 56 vierkante kilometer terwijl Sint-Niklaas een oppervlakte heeft van 84 vierkante kilometer.
Zullen er duidelijke verschillen optreden tussen beide steden?
Waar denk je dat het sterkste stedelijke hitte-eiland effect zal optreden? Heeft dit iets te maken met de omvang van de stad?
VLINDER 49 Sint-Niklaas
VLINDER 08 Mechelen
VLINDER 08 mechelen
VLINDER 08 mechelen
Voor grote bufferstralen heeft VLINDER 08 in Mechelen een gelijkaardig landgebruik dan VLINDER 03. Toch kan je in het landgebruik van Mechelen zien dat de waterfractie aanzienlijk groter is dan in Turnhout. Dit is ook aangegeven in het gestapeld histogram hiernaast.
Zorgt de waterfractie in Mechelen voor grote verschillen tussen VLINDER 08 en VLINDER 03?
Wanneer zullen deze VLINDER stations gelijkaardige metingen doen, overdag of 's nachts?
Opdracht
Maak zelf een gelijkaardige analyse als hierboven maar dan voor een ander VLINDER station.
Kies één of meerdere van de bijkomende vragen en probeer hierop een antwoord te vinden door VLINDER data te analyseren.
Verandering van landgebruik
Verandering van landgebruik
Het VLINDER project tracht de invloed van het lokale landgebruik op de atmosfeer (het weer) te onderzoeken. Deze invloed is wetenschappelijk gezien nog niet zo goed gekend. Wetenschappers weten wel dat het landgebruik invloed heeft op de atmosfeer, denk maar aan het stedelijke hitte-eiland effect, maar hoe dit precies gaat begrijpen we nog niet ten volle. Daarom staan de VLINDER stations verspreid over Vlaanderen en Brussel op locaties waarbij het landgebruik sterk verschilt.
Maar welk landgebruik heeft precies een invloed op het weer? Het zeer lokale landgebruik bij een bufferstraal van 20m, of het ruimere landgebruik bij een bufferstraal van 500m?
Op dit moment weten wetenschappers nog niet welk landgebruik de grootste invloed heeft op de atmosfeer. We weten wel dat er verschillende fenomenen zijn waarbij het landgebruik invloed kan uitoefenen op de atmosfeer. Sommige processen spelen zich af op zeer lokale schaal en anderen op een ruimere schaal. Denk bijvoorbeeld aan wind: windrichting en windsnelheid zullen afhangen van de zeer lokale schaal. Wanneer er op een afstand van 10m gebouwen staan, zal de wind zich anders gaan gedragen dan wanneer er geen gebouwen zouden staan.
Deze lokale fenomenen zijn van belang voor weervoorspellingen. Een weervoorspelling is een computerprogramma dat de wetten van de fysica oplost. Zo een weermodel zal de aarde opdelen in kleine vakjes, en voor elk vakje wordt dan het weer berekend. De grootte van deze vakjes zijn op deze moment 1,3 km voor het weermodel dat gebruikt wordt door het KMI.
De wetenschappers die deze weermodellen maken, trachten deze vakjes steeds kleiner en kleiner te maken, want hoe kleiner de vakjes hoe nauwkeuriger de voorspelling. Hierbij stoten ze op twee moeilijkheden:
Hoe kleiner deze vakjes worden, hoe meer vakjes er nodig zijn om de aarde (of een bepaalde regio) te bedekken. Hierdoor moet het weermodel meer berekeningen maken. Daarom is er nood aan nog betere en nog snellere computers. De computers die wetenschappers gebruiken om het weer te voorspellen zijn supercomputers. Dit zijn gigantische computers die in staat zijn om zeer veel berekeningen tegelijk op te lossen.
Illustratie van het ruimtelijke grid met vakjes van een weermodel. De afmetingen van de vakjes is vergroot voor de duidelijkheid.
Hoe kleiner de vakjes worden, hoe meer lokale fenomenen van belang worden. Wanneer bijvoorbeeld de vakjes zo klein worden dat we bv. een vakje hebben opgevuld door een vijver, dan zal de invloed van de vijver op het weer moeten berekend worden. De invloed van het lokale landgebruik op het weer wordt dus van belang, precies wat we willen onderzoeken met het VLINDER project.
Illustratie van de invloed van het landgebruik op de atmosfeer voor verschillende bufferstralen.
De fenomenen die optreden op een schaal van 1,3 km worden bepaald door het landgebruik dat overeenkomt met een bufferstraal van ongeveer 500m. Wanneer het landgebruik voor een bufferstraal van 250m sterk verschilt met het landgebruik voor een bufferstraal van 500m, kan men aannemen dat de invloed van het landgebruik op de atmosfeer ook sterk verschilt.
Daarom verwacht men dan ook dat de weervoorspelling op die plek zal verschillen wanneer de grootte van de vakjes in het weermodel zouden verkleinen van 1,3km naar 650m.
In deze oefening gaan we op zoek naar een maat die aangeeft hoezeer het landgebruik verandert, op een bepaalde locatie, voor verschillende bufferstralen. We zullen deze maat verder benoemen als de verandering.
De verandering wordt berekend door de som te maken van de absolute verschillen tussen de landgebruiksfracties voor verschillende bufferstralen:
Hierboven stelt f de fractie voor waarbij W staat voor water, G voor groen en V voor verhard. Daarnaast wordt ook aangegeven welke bufferstraal er is gebruikt voor de landgebruikfracties.
Hieronder vind je een Google Sheet document waarvoor de verandering is berekend tussen bufferstraal 20m en bufferstraal 50m. Dit werd berekend voor alle locaties. De uitdrukking hierboven wordt dan:
Wat is de verandering wanneer je gewoon het verschil neemt van de landfracties in plaats van de absolute waarde ervan?
Tip: In Google Sheets kan je ook een verwijzing maken naar een cel die zich in een ander tabblad bevindt. Dit is zeer handig om te gebruiken in de formule om de verandering te berekenen. Terwijl je een formule ingeeft, kan je gewoon naar een ander tabblad navigeren en daar de gewenste cel aanduiden.
Tip: ABS( ... ) is een ingebouwde functie in Google Sheets die de absolute waarde zal berekenen van het getal dat tussen de haakjes staat. Je kan 'abs' typen waarna Google Sheet de ABS( ... ) functie zal suggereren.
Wanneer we alle veranderingen hebben berekend, kunnen we deze voorstellen in een grafiek. Hoe groter de verandering, hoe groter het verschil in landgebruik voor een bufferstraal van 20m en 50m. Wanneer de verandering nul is, is er geen verschil in landgebruikfracties voor de gebruikte bufferstralen.
Opdracht:
Bereken de verandering voor de volgende bufferstraal combinaties: 20m - 50m, 50m - 100m, 100m - 250m, 250m - 500m.
Breng deze data samen in één tabblad (zie tip hieronder).
Maak één grafiek van de verandering waarbij de verschillende bufferstraal combinaties aanwezig zijn.
In de veronderstelling dat het weermodel over 5 jaar vakjes heeft met een grootte van 650m. Voor welke locaties verwacht je de grootste verschillen tussen de hedendaagse weersvoorspelling en de toekomstige weersvoorspellingen? Waar verwacht je de kleinste verschillen?
Tussen welke twee bufferstralen is de gemiddelde verandering van het hele VLINDER netwerk het grootste? Wat wil dit zeggen?
Google Sites
Report abuse