houtsnede 1532

Bij de voorbereiding bleek uit een tweetal reacties dat Geluid en Meteorologie al langer onderzwerp van studie zijn. Een oud-KNMI-collega schreef: “Grappige bijkomstigheid: rond 1930 (?) hield de toenmalige KNMI-HD Prof. Van Everdingen zich ook al met dit onderwerp bezig. Hij deed experimenten vanaf het toenmalige schietoefenterrein De Harskamp op de Veluwe. Ik weet dit van mijn vader, die er toen als student bij betrokken was.” Een tweede reactie verwees naar een onderzoek uit 1983: Sound propagation in the surface layer of the atmosphere (KNMI, Wessels en Velds, Acoustical society of America)” Dus, was er nieuws met elkaar te delen? Vanzelfsprekend, want de meteorologie heeft grote schreden gezet op het modelleren van de stabiliteit en de grenslaag en de geluidsmodellen zijn ook meegegroeid met de moderne inzichten en techniek.

Samenvattingen (klik op de titel voor de presentatie):

• Normstelling geluid, Martin van den Berg. Geluid heeft met een aantal luchtverontreinigingen gemeen dat het van nature voorkomt, door de atmosfeer wordt overgedragen, en in natuurlijke hoeveelheden geen schade aanricht of zelfs van levensbelang is. Deze samenvatting bemoeit zich er niet met hoe (teveel) geluid bij de mensen terechtkomt en hoe de meteorologie daarop van invloed is, maar als het er eenmaal is welke nadelige effecten het veroorzaakt en hoe daar het beste vanuit de regelgeving tegen opgetreden kan worden. Effecten van geluid treden op langs de weg van verstoringen van communicatie, aandacht en slaap en door directe beinvloeding van het zenuwstelsel. Hoewel deze effecten op de langere duur tot aantasting van het hart-vaatsysteem kan leiden, is het eerste signaal een onaangenaam gevoel dat soms pas bewust wordt ervaren als de bron wordt weggenomen (vergelijk met uitzetten van de airconditioning in een ruimte). Deze druk op het systeem kan via enquetes gemeten worden. Dit wordt nog steeds “hinder” genoemd, maar de moderne gestandaardiseerde vraag is uitgebreider. De totstandkoming van de Nederlandse geluidwetgeving en de normering begon in de jaren 70 en sloeg neer in de Luchtvaartwet (1978) en Wet geluidhinder (1979). Daarmee was Nederland er vroeg bij; andere landen zouden pas later volgen met vergelijkbare wetgeving, zich vaak inspirerend op de Nederlandse wetgeving. In de jaren dat de WGH en Luchtvaartwet in werking waren is veel kennis verzameld en zijn inzichten (en modes) langzamerhand gewijzigd. Tegenwoordig wordt “normstelling”meer gezien als de uitkomst van een proces waarin ook kosten-baten overwegingen een rol spelen en niet als een absoluut gegeven waaraan ten koste van alles voldaan moet worden. Martin van den Berg werkt bij VROM en is mede verantwoordelijk voor de uitwerking van de normstelling van geluidsoverlast.
• Wind, windschering en stabiliteit, Peter Baas. Waarnemingen van de 200 meter hoge meetmast van het KNMI in Cabauw laten een duidelijk verschil zien in de dagelijkse gang van de wind vlakbij de grond en aan de top van de mast. Op 10 meter hoogte wordt de maximale windsnelheid midden op de dag bereikt, op 200 meter hoogte gedurende de nacht. Dit verschil heeft alles te maken met de stabiliteit van de atmosfeer. Overdag is de onderste luchtlaag sterk turbulent en goed gemengd, waardoor de wind relatief langzaam toeneemt met hoogte. ’s Nachts wordt door een stabiele temperatuuropbouw de menging onderdrukt. De lucht op enige hoogte ondervindt nu veel minder wrijving van het oppervlak. Dit verklaart waarom op 200 meter hoogte in de mast de maximale windsnelheid in de nacht bereikt wordt. Met behulp van semi-empirische relaties kan de windtoename met de hoogte beschreven worden. Uitgangspunt is het logaritmisch windprofiel, waarop correcties voor stabiliteit worden toegepast. Naast de windsnelheid, varieert ook de windrichting met de hoogte. Naarmate de stabiliteit toeneemt, zal deze richtingsverandering groter zijn. De ontwikkeling van een nachtelijke low-level jet kan voor extra complicaties zorgen. Peter Baas (KNMI) houdt zich bezig met rol van de stabiele grenslaag in atmosferische modellen.
• Microfoonruis door wind, Frits van den Berg. Bij geluidsmetingen kan wind op de microfoon stoorgeluid veroorzaken. Bij veel wind kunnen daardoor geluidsniveaus niet correct worden gemeten, tenzij het om harde geluiden gaat waarin de windruis verwaarloosbaar is. Er zijn empirische richtlijnen bekend voor deze windruisniveaus, waarvoor echter een theoretische onderbouwing ontbreekt . Het niveau van windruis op een microfoon kan worden voorspeld op grond van de in de wind aanwezige turbulentie. De sterkte daarvan hangt af van de windsnelheid, ruwheidshoogte en meethoogte en van de stabiliteit van de atmosfeer. Een semi-empirisch model daarvoor is in 2007 gepubliceerd (“Wind-induced noise in a screened microphone”, G. P. van den Berg, J. Acoust. Soc. Am. 119, p. 824, 2006). Het model en de toepassing zullen worden besproken. Frits van den Berg is gepromoveerd op het “The sounds of high winds: the effect of atmopheric stability on wind turbine and microphone noise” en is actief betrokken bij geluidsmeting.
• Seismologie en infrageluid, Läslo Evers. De afdeling Seismologie van het KNMI beschikt over een netwerk van infrageluid detectoren in Nederland. Deze zogenaamde micro-barometers kunnen geluid meten met frequenties van 0.002 tot 100 Hz, dit is grotendeels onhoorbaar vandaar de naam infrageluid. Door zijn lage frequenties, kan infrageluid over grote afstanden in de atmosfeer reizen omdat er weinig demping optreedt. Infrageluid wordt gemeten met arrays van micro-barometers om, onder andere, de richting waar vanuit het geluid komt te kunnen bepalen. Het KNMI beschikt over vier arrays die varieren in diameter van 75 tot 1500 meter, terwijl het aantal instrumenten per array varieert van zes tot 16. Deze arrays zijn 24/7 operationeel. Hierdoor moeten geavanceerde detectie technieken worden toegepast om de relevante signalen uit de continue data te verkrijgen. De voorplanting van geluid is afhankelijk van de wind- en temperatuurstructuur van de atmosfeer. De combinatie van actuele atmosfeermodellen en propagatie berekeningen wordt gebruikt om de bronnen te identificeren. Tevens wordt hiermee begrip verkregen over de invloed van de atmosfeer op geluidspropagatie. In de presentatie zal het meten, processen en interpreteren van infrageluid array data centraal staan. Aan de hand van geluid van een overvliegend vliegtuig zal gekeken worden naar de invloed van de atmosfeer op geluidspropagatie. Läslo Evers werkt als onderzoeker in de geofysica bij de afdeling Seismologie van het KNMI. Hij houdt zich bezig onderzoek naar infrageluid onder andere ten behoeve van de verificatie van het kernstopverdrag en hoopt dit jaar te promoveren op infrageluid aan de TU Delft.
• Geluidsmodellen en meteorologie, Frank van den Berg. De geluidoverdracht wordt sterk door de meteorologische situatie beïnvloed. Met name windsnelheid en richting maar ook temperatuur en luchtvochtigheid spelen hierbij een belangrijke rol. Voor de berekening van de geluidoverdracht over beperkte afstanden (< 1,5 km) kan men er meestal van uitgaan dat de meteorologische situatie langs het geluidoverdrachtpad binnen een beperkt tijdvenster niet varieert. Dit is echter niet het geval in de buurt van de kust of als de geluidoverdracht deels over water gaat. Als gevolg van verschillen in oppervlaktetemperatuur kan de meteorologische situatie dan nogal complex zijn (variatie als functie van hoogte en afstand). Om de geluidoverdracht voor deze situaties uit te rekenen is een gedetailleerde beschrijving van het wind- en temperatuurprofiel langs het geluidoverdrachtspad vereist. In samenwerking met de VU A’dam is in opdracht van het Ministerie van Defensie een meteo-akoestisch model ontwikkeld waarbij een meteorologisch model (WAMM) gekoppeld wordt aan een geluidoverdrachtmodel (GFPE). Het meteorologische model gebruikt HIRLAM-data als startvoorwaarde voor een berekening resulterend in een gedetailleerde beschrijving van wind- en temperatuurprofielen. Op basis hiervan kan de geluidoverdracht met een geavanceerd rekenmodel bepaald worden. In de presentatie zullen verschillende toepassingsmogelijkheden van de koppeling van deze modellen geïllustreerd worden. Frank van den Berg is senior consultant op het gebied van akoestiek bij TNO Industrie en Geluid.
• Geluid en Schiphol, Ed Gordijn. Bij berekening van milieueffecten als gevolg van het vliegverkeer spelen veel onzekerheden een rol. Er moeten bijvoorbeeld aannames worden gedaan over de dienstregeling zoals deze er in de toekomst uit zal zien, over de vloot waarmee dan wordt gevlogen, over de procedures die de luchtverkeersleiding gebruikt om het verkeer veilig af te kunnen handelen, over de wijze waarop baanonderhoud wordt uitgevoerd, etc. etc. Minstens net zo veel invloed heeft echter het weer en die is, in tegenstelling tot de andere onzekerheden, niet beïnvloedbaar.In de presentatie wordt uiteengezet op welke wijze het weer invloed heeft op de berekende geluidsbelasting en als gevolg daarvan op de geluidshinder die de omgeving ondervind. Ed Gordijn is Adviseur Geluidscapaciteit bij de Luchthaven Schiphol.
• Industrie en geluid, Jan Granneman. In de lezing worden "sprekende" praktijkvoorbeelden gegeven van de variaties in geluidoverdracht van industriële geluidbronnen ten gevolge van meteorologische omstandigheden. Toegelicht wordt de wijze waarop in Nederland industrielawaai wordt gemeten, berekend en beoordeeld, rekening houdend met de invloed van meteorologische factoren. Dilemma's die door die methodiek ontstaan worden besproken. Recente ontwikkelingen in rekenmethodes met meer aandacht voor meteo-invloeden komen aan de orde. De beleidsmatige afwegingen inzake de controle van bedrijven met een beperkt aantal metingen met een verantwoorde inschatting van meteo-invloeden versus veelvuldige metingen (indien al mogelijk) onder "alle" meteo-omstandigheden worden behandeld. Jan Granneman is als directeur van adviesbureau Peutz betrokken bij de advisering rond industriëel geluid.
• Meteorologische modellen en de grenslaag, Sander Tijm, KNMI. Voor geluidsvoortplanting zijn de meteorologische condities in de buurt van het oppervlak van groot belang. Het pad van de geluidsgolven in de atmosfeer wordt bepaald door het vertikale profiel van de wind en de dichtheid. Boven de grenslaag zijn de wind en dichtheid over het algemeen vrij homogeen, maar in de grenslaag en aan de bovenkant daarvan kunnen grote gradienten in wind en dichtheid voorkomen. Er zijn veel ontwikkelingen op het gebied van grenslaagparameterisaties. Een paar jaar geleden was het vooral de stabiele grenslaag die veel aandacht kreeg, omdat de parameterisaties niet in staat waren de dichtheids- en windprofielen onder stabiele omstandigheden goed te representeren. Om verschillende redenen was er in de parameterisaties bij stabiele profielen veel teveel menging. In deze presentatie zal ik laten zien wat er aan de problemen gedaan is en hoe de modellen tegenwoordig de stabiele grenslagen representeren. Ook voor de onstabiele grenslaag worden er nog steeds nieuwe parameterisaties ontwikkeld. In de onstabiele grenslaag zijn het vooral de gemiddeld stabiele bovenste helft van de grenslaag, de bewolking die zijn oorsprong heeft in de grenslaag en de inversie aan de top van de grenslaag het probleem. Ook hiervan zal ik de laatste ontwikkelingen en hun potentie laten zien. Sander Tijm is in de internationale samenwerking verantwoordelijk voor het management van de fysica-ontwikkelingen in het hoge resolutie HIRLAM-model. Bij het KNMI zorgt hij mede voor de operationele beschikbaarheid van dit model.