Gebruik van radarsystemen voor monitoring van de avifauna op de Thorntonbank Davy De Groote & Walter Roggeman

Gebruik van radarsystemen voor monitoring van de avifauna op de Thorntonbank

Davy De Groote & Walter Roggeman

Studie uitgevoerd in opdracht van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen, beheerseenheid Mathematisch Model van de Noordzee.

Inhoud Samenvatting Summary 1. Inleiding 2. Onderzoeksdoelstellingen 3. Literatuurstudie 3.1

X-band en S-band radars

3.2

Radars voor ornithologisch gebruik 3.2.1 Navigatieradar 3.2.2 Doppler radar 3.2.3 Doelzoekradar

3.3

Radarstudies in functie van offshore windmolenparken 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4

Denemarken Nederland Verenigd Koninkrijk Zweden

3.4

Radarstudies niet gebonden aan offshore windmolenparken

3.5

Samenvatting literatuurstudie

4. Organiseren praktijksessie – werkbezoeken 4.1

Inventaris radars 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6

Militaire radar Semmerzake Luchtvaartradar Oostende Radar Glons Meteoradar KMI Scheepsradar Belgica VTS-radars

2

4.2

Bruikbaarheid beschikbare radars

4.3

Organiseren van test met Belgica radar

4.4

Organiseren van en test met buitenlandse apparatuur 4.4.1 Reeds beschikbare apparatuur 4.4.2 Apparatuur beschikbaar in nabije toekomst

4.5

Werkbezoek Bureau Waardenburg

5. Voorstel tot monitoring van de avifauna met behulp van radarsystemen 6. Literatuurlijst Bijlagen Bijlage 1: Overzicht beschikbare radars in België Bijlage 2: Verslag vergadering TNO en RNLAF (04/10/2005) Bijlage 3: Presentatie TNO over Bird detection radar Bijlage 4: Presentatie TNO over Maritieme Vogelradars Bijlage 5: Verslag vergadering TNO (12/01/2006) Bijlage 6: Verslag vergadering Bureau Waardenburg (05/01/2006) Bijlage 7: Bird collision recording for offshore wind farms

3

Samenvatting Dit rapport onderzoekt de mogelijkheden om met behulp van radarsystemen de invloed van offshore windmolenparken op trekvogels te monitoren in functie van het toekomstige windmolenpark ter hoogte van de Thorntonbank. Het gebruik van radarsystemen om vogelbewegingen in kaart te brengen heeft zijn nut reeds lang bewezen. In tegenstelling tot visuele waarnemingen kan een radar zowel overdag als ’s nachts werken en eveneens bij mist. De belangrijkste nadelen zijn echter dat men niet tot op soort kan determineren en dat binnen groepen vogels niet individueel kunnen onderscheiden worden. Om een beeld te krijgen van de gangbare methodologie voor de monitoring van de avifauna met behulp van een radarsysteem werd er een literatuurstudie gemaakt. Op basis van deze literatuurstudie werden de relevante buitenlandse teams gecontacteerd. Dit resulteerde in een eerste contact met TNO (Nederlandse Organisatie voor Toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek), dat bezig is met de ontwikkeling van vogelradars die vogelecho’s automatisch kunnen registeren in offshore windmolenparken. Daarnaast werd een bezoek gebracht aan Bureau Waardenburg, dat eveneens gelegen is in Nederland. Dit bureau heeft reeds enkele jaren ervaring opgebouwd in radarstudies over vogels met betrekking tot windmolens. Hun ervaring met een maritieme radar werd besproken. Er zijn verschillende types radars die gebruikt kunnen worden voor ornithologisch onderzoek. Daarvan bieden scheepsradars de beste perspectieven voor het gebruik in offshore gebieden. Ze zijn immers relatief goedkoop, zijn klein in omvang en er zijn weinig aanpassingen nodig om vogelwaarnemingen te verrichten. De scheepsradars die in huidig onderzoek in offshore gebieden worden gebruikt zijn echter niet werkzaam bij slechte weersomstandigheden, omdat door golfreflectie de vogelecho’s niet langer kunnen worden gedetecteerd. Daarom is het noodzakelijk dat er gebruik wordt gemaakt van software die deze golfreflecties reduceert. Er kon geen werkbezoek worden geregeld waarbij de praktische kant van een dergelijk monitoringstechniek kon onderzocht worden door actieve deelname aan radarwaarnemingen. Na afloop van de literatuurstudie en werkbezoeken werd er een beeld geschetst van de reeds (of op korte termijn) in België beschikbare en bruikbare apparatuur. De mogelijkheden om deze apparatuur te gebruiken werden onderzocht. Op het einde van de studie werd er een concreet plan opgesteld voor de radarmonitoring van de avifauna in het kader van het toekomstige windmolenpark op de Thorntonbank. Dit plan geeft een overzicht van de nodige hardware, software en eventuele vereiste opleiding, met speciale aandacht voor problemen met dataprocessing. Op basis van schattingen werd de kostprijs berekend van de monitoring voor deze verschillende scenario's.

4

Summary This report examines the possibilities of using radar systems to monitor the influence of offshore windfarms on migrating birds. The use of radar systems to map bird movements has a long and relatively succesfull history. In contrast to visual observation, radar functions during conditions of poor visibility such as by night and when there is fog. The most important disadvantages however are that radar cannot identify birds up to species level and that a single bird cannot be distinguished from a flock of birds. To get an image of the currently used techniques for monitoring the avifauna using a radar system a literature review was made. On the basis of this review, the relevant foreign teams were contacted. One of the parties contacted was TNO (the Netherlands Organisation for Applied Scientific Research), which is working on the development of bird radars which can automatically register bird echoes in offshore windfarms. A visit to Bureau Waardenburg, also in the Netherlands, was made. This company has several years experience in radar studies concerning birds movements In the vicinity of windmills. Their experience with maritime radar was discussed. Several types of radars can be used for ornithological research. Out of all these types, marine radars offer the best perspectives for use in offshore places. They are relatively cheap, small and few adaptations are necessary to perform bird observations. Marine radars, which are used in current offshore research, cannot be used in during adverse weather conditions because separation of seaclutter and bird echoes is then no longer possible. Software can be used to reduce the seaclutter. It was impossible to arrange a working visit where the practical side of such a monitoring technique could be observed by active participation to radar observations. After the literature review and working visits, a picture was outlined of the useful equipment already (or in the short term) available in Belgium. The possibilities of using this equipment were examined. At the end of the study a programme was drawn up for the radar monitoring of the avifauna within the framework of the future wind farm on the Thorntonbank. This plan gives an overview of the necessary hardware, software and possible required training, with special attention to problems of data processing. The cost of this monitoring was calculated for these different scenarios.

5

1. Inleiding Bij de ondertekening van het Kyoto-protocol heeft België zich ertoe verbonden om de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen. Voor het genereren van elektriciteit door middel van windturbines zijn aanzienlijk minder fossiele brandstoffen nodig. Windenergie biedt bijgevolg interessante perspectieven als hernieuwbare energiebron. De energieopbrengst hangt nauw samen met het heersende windaanbod ter plekke. Kustgebieden dragen dan ook de voorkeur uit voor het bouwen van windmolenparken. De NV C-Power verkreeg een milieuvergunning voor enerzijds de bouw en exploitatie van een windmolenpark en transformatorplatform in de Noordzee en anderzijds voor de aanleg en de exploitatie van elektriciteitskabels tussen de installatie en het vasteland. De vergunning omvat een park van 60 windmolens, ingedeeld in 2 blokken (24 en 36 turbines), met elk een vermogen van 3,6 MW. Het totaal geïnstalleerde vermogen bedraagt 216 MW. Er is een nieuwe aanvraag ingediend om windmolens te plaatsen van 5 MW, zodat het totaal geïnstalleerde vermogen 300 MW zou bedragen. Die aanvraag wordt momenteel onderzocht. Dit park zal geplaatst worden op zee op de zandbank “Thorntonbank”. Dergelijke ondiepe kustzones kennen vanuit ecologisch standpunt echter een hoge biologische waarde. Voor zeevogels zijn ze belangrijk als voedsel-, rust- en doortrekgebieden (Skov et al., 1995). Er werd daarom een algemeen monitoringsplan opgesteld (ministerieel besluit 14 april 2004) voor de monitoring van de milieueffecten van de constructie en exploitatie van dit windmolenpark. Dit project staat in voor de gedeeltelijke uitvoering van de baseline studie voor de avifauna van het voormelde monitoringsplan. Het voorkomen en de verspreiding van zeevogelsoorten gedurende het jaar in het Belgisch zeegebied is relatief goed gekend. Er zijn echter nog leemten in de kennis voor wat betreft migratie, vooral ’s nachts, en de vlieghoogtes, zowel wat betreft land- als zeevogels. Om vogeltrek tijdens de dag boven open zee vast te stellen kunnen zeetrekwaarnemingen uitgevoerd worden vanaf een platform of vanop schepen. Bij grotere offshore gebieden voor het vaststellen van nachtelijke vliegbewegingen is het gebruik van radar een goed alternatief. Er is reeds heel wat onderzoek uitgevoerd naar het aanvaringsaspect van vogels met windturbines met behulp van een radar. Dit onderzoek heeft echter vooral betrekking op vliegbewegingen boven terrestrische en semi-terrestrische gebieden (Winkelman 1989, Winkelman 1992 a-d, Everaert et al., 2002). Onderzoek naar migratiepatronen en andere vliegbewegingen van vogels boven zee is nog maar zelden toegepast (Lack 1960, Lack 1963, Louette 1971). Studies naar invloeden van offshore windmolens op vogels zijn heel schaars en van recente datum (Desholm et al., 2003, Brown & Walls 2004, Kahlert et al., 2004, Pettersson 2005). Onderzoek van vliegbewegingen in slechte weersomstandigheden is echter niet inbegrepen in dergelijke studies. De radarsystemen zijn in deze situatie te gevoelig en vogelecho’s verdwijnen door regenen golfreflecties. Het is echter net in deze omstandigheden dat vogels een verhoogde aanvaringskans hebben met windmolens.

6

2. Onderzoeksdoelstellingen Het doel van dit rapport is een beeld krijgen van de gangbare methodologie voor de monitoring van de avifauna met behulp van radarsystemen. Hiervoor werd er een literatuurstudie gemaakt en aan de hand van deze studie werden de in Europa relevante werkzame teams gecontacteerd om hun ervaring te delen. Na deze literatuurstudie en werkbezoeken wordt er een beeld geschetst van de reeds (of op korte termijn) beschikbare apparatuur in België en het buitenland. Bij het onderzoek naar de meest geschikte apparatuur zullen er een aantal praktische tests worden bijgewoond bij ervaringsdeskundigen in België en/of andere Europese landen. De deelname van het BMM is bij deze test vereist in het kader van kennisoverdracht. Op het einde van de studie wordt een concreet plan opgesteld voor de radarmonitoring van de avifauna in kader van het toekomstige windmolenpark om aldus de (nachtelijke) migratie te bepalen en de impact van windturbines op migrerende vogels te meten. Op basis van schattingen wordt de kostprijs berekend van de monitoring.

7

3. Literatuurstudie Het gebruik van radar is een van de krachtigste instrumenten om vogelbewegingen in kaart te brengen en heeft zijn nut reeds lang bewezen (e.g. Lack & Varley 1945, Eastwood 1967). Een radar zendt krachtige, korte pulsen uit van radiostralen en detecteert de echo’s die terugkaatsen op bepaalde objecten. Daardoor werkt deze techniek zowel overdag als ’s nachts, wat een groot voordeel is ten opzichte van visuele waarnemingen.

3.1 X-band en S-band radars Voor ornithologisch onderzoek kunnen er 2 groepen bruikbare radars worden onderscheiden. De X-band en de S-band radar. Deze verschillen hoofdzakelijk in de golflengte van de uitgezonden elektromagnetische straling. De X-band radar heeft een golflengte van 3 cm, de S-band een golflengte van 10 cm. Ook bestaat er nog een Lband radar met een golflengte van 23 cm, maar deze is voor ornithologisch onderzoek minder bruikbaar. Hoe kleiner de golflengte, hoe beter men kleinere vogels kan detecteren op grotere afstand. De X-band radar zal dus beter kleinere vogels kunnen waarnemen dan de S-band. Een voordeel van de S-band radarsystemen is dan weer dat ze veel minder gevoelig zijn voor grondreflectie en ook bij lichte neerslag kunnen ze nog gebruikt worden (Courtens & Stienen 2004). De golflengte heeft ook een invloed op het bereik van de radar. Hoe kleiner de golflengte, hoe kleiner het bereik is van de radar met hetzelfde uitzendvermogen.

3.2 Radars voor ornithologisch gebruik De radar heeft als grootste voordeel dat het vogels kan detecteren in omstandigheden die observaties met het menselijk oog onmogelijk maken. Zowel ’s nachts als in de mist detecteert de radar de vogelvluchten. Radars kunnen ook continu draaien, waardoor men continu de aanwezigheid van vogels kan vaststellen. Doordat het steeds hetzelfde instrument is die de gegevens registreert, zijn de resultaten gemakkelijk met elkaar vergelijkbaar, wat minder het geval is bij visuele waarnemingen. Verschillen tussen visuele waarnemingen treden immers op omdat verschillende waarnemers niet dezelfde observatie efficiëntie hebben (Krijgsveld et al., 2005). Ook treden er fouten op wanneer de visuele waarnemers schattingen moeten maken van de afstand, de vlieghoogte en de richting van de vliegbewegingen, terwijl dit bij radar bijna niet het geval is. De radar zal bovendien meer vliegbewegingen van vogels registreren dan dat visuele waarnemers kunnen observeren. Vogels produceren niet steeds dezelfde echo op radars. Deze echo’s zijn afhankelijk van het type radar en eveneens van de vliegrichting en hoe de vogel wordt aangestraald. Deze zichtbaarheid voor radars is de zogenaamde RCS (Radar CrossSection). Deze RCS wordt uitgedrukt in een oppervlakte eenheid. Hoe groter de RCS, hoe beter de radar het object -in dit geval de vogel - kan detecteren. Eastwood (1967) heeft voor een aantal vogels uitgaande van de massa de RCS berekend voor 2 types radar. Sommige vogels worden blijkbaar beter opgemerkt met een L-band radar, terwijl andere beter worden gedetecteerd met een S-band radar (zie tabel 3.1). 8

Tabel 3.1: Berekende RCS van verschillende vogelsoorten voor 2 radartypes (Eastwood 1967) Vogelsoort Gemiddelde massa Berekende Radar Cross-Sections (cm2) (g) L-band radar S-band radar Merel 100 42 8,7 Vink 24 2,2 21 Huismus 25 2,4 21 Kievit 200 91 58 Roodborst 17 1,1 18 Zanglijster 70 22 2,1 Spreeuw 80 29 34 Gierzwaluw 43 8,3 13 Tuinfluiter 20 1,7 18 Tjiftjaf 8 0,3 8,1

De RCS van een aantal vogels is ook experimenteel gemeten door Edwards en Hougton (1959). Hij gebruikte en X-band radar. Drie vogels, opgehangen aan een nylondraad werden uit verschillende hoeken aangestraald door de radar. De maximale RCS werd gemeten wanneer de vogels zijdelings werden bestraald. De RCS was het kleinst bij vooraanzicht of achteraanzicht (zie tabel 3.2). Tabel 3.2: Gemeten Radar Cross-Sections (Edwards & Hougton 1959) Vogelsoort RCS (cm2) Zijzicht Vooraanzicht Achteraanzicht Duif 30 1,5 1,1 Spreeuw 11 2 1,3 Huismus 5 0,3 0,2

Edwards en Hougton (1959) vonden ook dat de pluimen van vogels geen significant verschil gaven in de RCS. Dit is te verklaren door het feit dat radar vooral reflecteert op het lichaam van de vogels, waarin zich veel polaire watermoleculen bevinden. In de veren van vogels bevinden zich niet veel watermoleculen. Ook vonden ze dat de vleugels weinig bijdrage leveren aan de RCS. Met uitgestrekte vleugels bedraagt het verschil slechts 5 procent tegenover een vogel met dichtgevouwen vleugels. Ondanks de voordelen die radaronderzoek biedt, zijn er ook belangrijke nadelen aan gekoppeld. Vogels kunnen meestal niet tot op soort worden gedetermineerd. Groepen vogels waarbij de individuen dicht bij elkaar vliegen kunnen niet afzonderlijk worden weergegeven. De radar zal dit weergeven als één echo. Radars die ingezet worden in een windmolenpark kunnen de zone die achter een windmolenmast ligt niet detecteren. Dit wordt schaduweffect genoemd. Ook kan geen enkele radar de directe inslag van een vogel in een windturbine detecteren (Christensen & Hounisen 2004, Desholm et al., 2004). Radars worden vooral gebruikt om vogelbewegingen te volgen in een driedimensionale ruimte. Verschillende types radars hebben bovendien verschillende voor- en nadelen, welke hierna worden besproken.

9

3.2.1 Navigatie radar Deze radars werden hoofdzakelijk ontworpen voor het detecteren van grote bewegende objecten. Er zijn twee soorten navigatieradars. Ten eerste de “lowpowered” navigatie radars, welke vooral gebruikt wordt voor het opsporen van schepen (scheepsradar) en ten tweede de “high-powered” navigatie radars. Deze wordt vooral gebruikt voor het opsporen van vliegtuigen (luchthavenradar) maar ook voor wolken en neerslag (meteoradar). 3.2.1.1 Low-powered navigatie radar Dit zijn in feite de scheepsradars. Voor ornithologische studies werkt men vooral met deze radar, waarbij voornamelijk de X-band types worden gebruikt. De frequentie wordt uitgezonden met een kracht variërend tussen 10 kW en 25 kW. De grote voordelen van dergelijke radars zijn dat ze relatief goedkoop zijn, een hoge resolutie hebben, gemakkelijk te onderhouden zijn en aangepast kunnen worden om de vlieghoogte te meten (Korschgen et al., 1984, Cooper et al., 1991, Desholm et al., 2004). Voor het detecteren van vogels hebben deze radars ongeveer een bereik van 8 km. De detectie hangt vooral af van de fysische eigenschappen van de vogel (hoe groter hoe beter), in welke richting de vogel zich beweegt, of de vogel alleen vliegt of in groep en van de weersomstandigheden. 3.2.1.2 High-powered navigatie radar Deze radars zenden hun elektromagnetische straling uit aan een veel hogere kW dan de scheepsradars. Ze kunnen dan ook vogels detecteren tot een afstand van 100-240 km. Ze zijn ideaal voor het detecteren van migratieroutes van vogels over grote afstand, maar door hun grote detectierange, hebben ze een grove resolutie, waardoor deze radars niet geschikt zijn voor een gedetailleerde monitoring die men nodig heeft voor offshore windmolenparken (Desholm et al., 2004).

3.2.2 Doppler radar Deze radars worden gebruikt in een hoop toepassingen, gaande van meteoradars tot verkeersradars. Doordat deze radars werken op het doppler effect, kunnen ze de snelheid meten van individuele vogels evenals de vleugelslagfrequentie. Omdat de frequenties van verschillende vogelsoorten kunnen overlappen, kan men deze vleugelslagfrequentie niet gebruiken om de soort te bepalen. Wel kan men de gevolgde vogel indelen in verschillende soortgroepen. Hoewel deze radar zeer geschikt lijkt voor vogelobservaties, zorgen de heel hoge kostprijs (verschillende miljoenen euro’s) ervoor dat deze nauwelijks wordt gebruikt (Desholm et al., 2004).

3.2.3 Doelzoekradar Dit systeem is oorspronkelijk ontworpen voor militaire toepassingen met de bedoeling om een doelwit (vliegtuig, raket) te volgen, waarbij continu data over hun positie en bewegingen in het driedimensioneel vlak worden verzameld. De nieuwste systemen kunnen simultaan verschillende doelwitten volgen, maar deze kosten vele miljoenen euro’s. Deze radars zijn in staat om één vogelecho te volgen en zo informatie te geven over hoogte, snelheid en vliegrichting. Ze kunnen eveneens de vleugelslagfrequentie

10

meten en zo de echo determineren tot een soortgroep. Doordat deze radar in staat is één individuele vogel te volgen, lijkt deze heel geschikt voor het registreren van aanvaringen van vogels met windturbines. De reden waarom ze toch nog niet gebruikt zijn in windmolenstudies komt door het feit dat indien de gevolgde vogel een windmolen nadert, deze radar zich zal vastpinnen op de windmolen, aangezien deze een grotere echo produceert.

3.3 Radarstudies in functie van offshore windmolenparken 3.3.1 Denemarken 3.3.1.1 Nysted offshore windmolenpark Er is een studie aan het Nysted offshore windmolenpark, dat gesitueerd is in het westelijk deel van de Baltische Zee. Het windmolenpark bestaat uit 72 turbines van elk 2,3 MW, geplaatst in 8 rijen noord-zuid georiënteerd, met 850 meter tussen de rijen en 480 meter tussen de windturbines in eenzelfde rij. De observatietoren met radar bevindt zich op een hoogte van 8 meter en staat 5,6 km noordoost van het windmolenpark (zie figuur 3.1). Men maakt gebruik van een Furuno maritieme radar (FR2125 met peak power 25 kW, variable pulse length/volume 0,3-1,2 μs, frequentie 9410 +/- 30 MHz, vertical beam width 20°, monitor 1280X1024 pixels, waar iedere pixel overeenstemt met 23 m2) (Desholm & Kahlert, 2005).

Figuur 3.1: Studiegebied met locatie windpark, observatietoren en radarbereik (Desholm et al., 2003)

11

Er wordt geen software gebruikt die de vogelecho’s automatisch registreren. De echo’s die verschijnen op het radarscherm worden overgetekend op transparanten en trajecten langer dan 5 km werden in GIS ingevoerd. Het onderzoek is vooral gericht naar het ontwijkingsgedrag van watervogels (eenden en ganzen). Er werd geen studie uitgevoerd naar de invloed op migrerende zangvogels (Kahlert et al., 2004). Dit systeem brengt enkele nadelen met zich mee: Het overtekenen van vogelecho’s op transparanten is tijdrovend en betekent bovendien dat er iemand in real time aanwezig moet zijn bij het radarscherm. Doordat men niet beschikt over software die een filter vormt tegen regen- en golfreflectie, kan men geen data verzamelen bij regenval of bij ruwe zee (te hoge golven). Enkel bij goede weersomstandigheden kan men dus gegevens verzamelen. Doordat de observatietoren zich op grote afstand bevindt van het windmolenpark, zijn deze gegevens niet bruikbaar voor het onderzoek op zangvogels. Daarvoor moet de radar veel dichter bij het windmolenpark staan. Ondanks deze nadelen kon het ontwijkingsgedrag van watervogels goed worden bestudeerd. Het aandeel watervogels dat binnen het gebied van het windmolenpark vloog daalde met een factor van 4,5 vergeleken met de preconstructie fase. Overdag vlogen 4,5 % van de groepen watervogels het windmolenpark binnen. Daarvan vlogen er 12,3 % dichter dan 50 meter van de turbines. ’s Nachts vloog 13,8% van de groepen het windmolenpark binnen. Daarvan kwam enkel 6,5 % binnen een afstand van 50 meter Van de windturbines. Omgerekend betekent dit dat overdag 0,6 % en ’s nachts 0,9 % van de vogels vloog binnen de risico-afstand van aanvaringen (Desholm & Kahlert, 2005). De auteurs waarschuwen echter om voorzichtig om te springen met deze resultaten. De voortdurende aanwezigheid van onderhoudsschepen in de constructiefase van het windmolenpark kunnen een invloed gehad hebben op het ontwijkingsgedrag. Ook is enkel onderzoek verricht in goede weersomstandigheden. Er is nood aan meer onderzoek, vooral naar de cumulatieve effecten waar de zeevogelpopulatie in de toekomst zal mee te maken hebben (Kahlert et al., 2004, Desholm & Kahlert, 2005). 3.3.1.2 Horns reef offshore windmolenpark Dit windmolenpark is gelegen aan de Westkust van Denemarken, in de Noordzee. Het ligt 14 km verwijderd van het Deense vasteland. Het bestaat uit 80 windturbines me elk een capaciteit van 2 MW. De windmolens bereiken een hoogte van 110 meter (rotor hoogte). De turbines staan ongeveer 500 meter van elkaar verwijderd. Er zijn 8 rijen van 10 windturbines die oost-west georiënteerd zijn. Ten noorden van de meest noordoost gelegen windturbine, ligt een transformatorplatform op 560 meter afstand (zie figuur 3.2) (Christensen et al., 2003).

12

Figuur 3.2: studiegebied Horns reef metlocalisatie windpark, radar en radarbereik (Christensen et al., 2003)

Dezelfde Furuno FR2125 radar als beschreven in de Nysted studie werd gebruikt (Christensen et al., 2004). Ook werd gebruik gemaakt van een Furuno 10 kW maritieme navigatie radar. Deze radars verrichten waarnemingen vanop het transformatorplatform. Het verschil in “peak power” resulteerde in het feit dat de 25 kW radar vogels veel gemakkelijker op veel grotere afstand kon detecteren dan de 10 kW radar. In deze studie lag de nadruk op het ontwijkingsgedrag van overwinterende en ruiende Eiders Somateria mollissima, evenals het gedrag van migrerende watervogels. Ook hier is geen gebruik gemaakt van software om vogelecho’s automatisch te selecteren. Net als in de Nysted studie tekende men de echo’s over op transparanten en trajecten langer dan 1 km werden in GIS ingevoerd. Trajecten korter dan 1 km werden beschouwd als vluchten van plaatselijke vogels en werden niet in rekening gebracht (Christensen & Hounisen 2004). De nadelen die verbonden zijn aan deze studie zijn dezelfde als deze beschreven voor de Nysted studie. Ondanks dat de radar dichter stond bij het windmolenpark dan in de Nysted studie, gaan de auteurs ervan uit dat maar een heel klein deel van de geregistreerde vogeltracks behoren tot zangvogels (Christensen et al., 2004). Naast radarwaarnemingen, werden ook visuele waarnemingen verricht. Deze hadden vooral als doel om te weten te komen welke soorten vooral voorbij trokken aan Horns Reef (Christensen et al., 2004). Het simultaan gebruiken van radar- en zichtwaarnemingen overdag leverde soortspecifieke informatie op als vluchtsnelheid en oriëntatie gebracht (Christensen & Hounisen 2004). De vliegroutes van migrerende watervogels had een zuidwest oriëntatie, met de hoogste densiteit gedurende de nacht. Het percentage vogels dat het windmolenpark binnenvloog lag tussen 14-22%. De meeste vogels veranderden hun vluchtoriëntatie om het windmolenpark te vermijden. De meeste veranderingen vonden plaats op 400 meter van het windmolenpark (noord zijde) of op 1000 meter van het windmolenpark (oost zijde). Vogels die door het windmolenpark vlogen, trachtten de windmolens te 13

ontwijken door in het midden tussen de windmolens door te vliegen (lukte overdag beter dan ’s nachts). Dit gegeven reduceert verder de aanvaringskans tussen windturbine en vogel (Christensen et al., 2004).

3.3.2 Nederland 3.3.2.1 Meetpost Noordwijk In het najaar 2003 is het onderzoek van start gegaan in het kader van het Near Shore Windmolenpark en de effecten op vogels. Vanaf een 20 meter hoog onderzoeksplatform, 10 km uit de kust ter hoogte van Noordwijk, werden door Bureau Waardenburg en Alterra radar- en veldwaarnemingen van vogels op zee gedaan. Er werden gegevens verzameld van september 2003 tot november 2004. Voor de kust van Egmond zal men in waarschijnlijk in 2007 starten met de bouw van 36 windturbines, 10-15 km in zee. Dit windmolenpark is door de overheid aangeduid als proefpark en de effecten van windmolens in zee op vogels worden er onderzocht (Krijgsveld et al., 2005). Op Meetpost Noordwijk werden 2 radars geplaatst. Een verticale 25 kW Furuno Xband radar en een horizontale 30 kW Furuno radar. De horizontale radar draait in horizontaal vlak om het ruimtelijk patroon van vliegroutes en trekrichting van vogels weer te geven, terwijl de verticale radar informatie vastlegt over de hoogtes van de vogels. Het systeem draait 24 uur per dag. Deze radars scannen een gebied van 11 km breed en 2,5 km hoog. DeTect (Florida, USA) ontwikkelde een geautomatiseerd systeem om met bijhorende hardware en software vogelecho’s te registreren. Dit systeem wordt het “Merlin systeem” genoemd. Ieder opgeslagen echo kreeg een eigen ID (identificatie nummer) mee en werd opgeslagen in een databank (Krijgsveld et al., 2005). Overdag worden door veldwaarnemers volgens een vast protocol tellingen verricht van vliegende vogels boven zee. Hiermee krijgt men een idee van de soortensamenstelling en hoopt men de gegevens van de radar te kunnen corrigeren (foutbronnen door reflectie van golven). Ook worden er tellingen vanop het platform gedaan in combinatie met radarwaarnemingen. Langs die weg tracht men gedragspatronen aan vogelecho’s te kunnen koppelen en zo echo’s die ’s nachts worden vastgelegd te kunnen interpreteren tot soorten en soortgroepen (Krijgsveld et a. 2005). Het systeem van DeTect werkt in feite niet goed. Net als in Denemarken heeft men teveel last van de reflectie van golven. Bij windkracht 2 loopt het radarscherm reeds vol met reflecties en het bereik van de radar wordt hierdoor beperkt. Bureau Waardenburg slaagde erin om software te ontwikkelen die de meeste golfreflecties eruit haalden. Toch zorgde de overgebleven reflecties nog voor een te grote “bias” in de gegevens. Zo vertoonden de vliegrichtingen een hoge correlatie met de golfhoogte en de golfrichting. Bovendien werden door het verwijderen van de golfreflecties, de vogeltracks in verschillende ID’s gesplitst. Hierdoor werd de lengte van de vogeltracks ingekort, terwijl die lengte juist belangrijk is om vogeltracks te onderscheiden van golfreflecties. Met het verwijderen van de golfreflecties zijn ook ongekende aantallen vogelecho’s uit de data verdwenen. Ten gevolge van de harde

14

weercondities op zee, viel het radarsysteem regelmatig uit. Het systeem is dus nog in vele opzichten vatbaar voor verbeteringen (krijgsveld et al., 2005). De gegevens toonden aan dat er ’s nachts meer vogeltrek was waar te nemen dan overdag. Bovendien vlogen de vogels ’s nachts hoger. De meeste vogelbewegingen werden vastgesteld in oktober, wat dan gedurende het jaar daalde tot een minimum van januari tot maart. In mei en juni was er dan weer een piek waar te nemen, die echter minder groot was dan in het najaar. De meeste vogelbewegingen waren afkomstig van meeuwen (70 – 90%), waarvan nog eens 80% afkomstig was van rond de aanwezige vissersschepen. Ook ’s nachts vond men vliegbewegingen van meeuwen, in relatie tot vissersboten. De vliegrichting van migrerende vogels was ofwel parallel met de kust, ofwel van Nederland naar Groot-Brittannië. Nachtelijke trekbewegingen in de herfst waren voornamelijk afkomstig van lijsters (Koperwiek, Zanglijster en Merel), maar ook van steltlopers, eenden en ganzen. Gedurende de dag vloog het merendeel van de vogels (50 tot 75%) lager dan 27 meter. Voor pelagische zeevogel lag dit percentage nog beduidend hoger. Nachtelijke trek bevond zich meestal hoger dan 200 meter, bevestigd door zowel radarwaarnemingen als “moonwatching” (krijgsveld et al., 2005). Bureau Waardenburg is van mening dat de toekomstige monitoring moet gevoerd worden met een beter detectiesysteem. Ze hebben reeds contact opgenomen met TNO (Nederlandse organisatie voor Toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek) en hen de opdracht gegeven om een seaclutter ongevoelige radar te ontwikkelen voor zeevogelmonitoring. Deze vogelradar zal operationeel zijn tegen eind 2006 (zie hoofdstuk 4).

3.3.3 Verenigd Koninkrijk 3.3.3.1 Gibraltar point NNR Het Central Science Laboratory (CSL) deed eind november 2003 een radarstudie in Gibraltar Point National Nature Reserve, Lincolnshire. De bedoeling was om zowel de voordelen als de nadelen van vogeldetectie met radar in kaart te brengen met het oog op verdere studies in verband met windmolens en luchthavens. Er werden twee Furuno navigatieradars gebruikt, een S-band radar (FR-2135S-B) voor het horizontale vlak en een X-band radar (FR-2125-B) voor het verticale vlak. Deze werden gemonteerd op een aanhangwagen zodat men beschikte over een mobiel radarsysteem (Allan et al., 2004). Dit systeem werkt tot een afstand van ongeveer 10 km. Het systeem werkt niet bij hevige regen of sneeuw. Invloed van golfreflectie werd niet besproken in het rapport. De gegevens maken duidelijk dat ondanks de nadelen radarstudies heel nuttig kunnen zijn voor continue vogelmonitoring van vliegbewegingen in een groot gebied. Vooral voor monitoring van de nachtelijke vliegbewegingen, aangezien deze tot nu toe niet beschikbaar zijn door andere technieken. De auteurs zijn dan ook van mening dat het gebruik van radartechnieken een significante bijdrage kunnen leveren voor het oplossen van de debatten omtrent windmolenparken en hun invloed op vogelpopulaties (Allan et al., 2004).

15

3.3.3.2 Loch Ryan, Dumfries In deze studie werd dezelfde radar gebruikt als in de Studie van Gibraltar point NNR. Er werd gewerkt met een verplaatsbaar platform. Dit platform kan gebruikt worden in ondiepe kustzones met dieptes tussen 1 en 21,5 meter. Het radarsysteem werd met een kraan op het platform gebracht, waarna het platform naar de juiste plaats werd gebracht. (Brown & Walls 2004). Het voordeel van zo een verplaatsbaar platform is dat men het kan plaatsen waar men wil. Ook de verstoring van gevoelige soorten (Zwarte Zee-eend) is miniem vergelijken met een scheepstelling of vliegtuigtelling. De radar werkte goed vanop het platform. Het gaf een beeld van de vliegbewegingen van vogels op de onderzochte locatie, inclusief de nachtelijke vliegbewegingen, die voorlopig nog niet goed gekend zijn. De radar werkt beter vanop een offshore, stabiel platform dan vanop het vasteland. Het gebruik van zo een verplaatsbaar platform is echter heel duur indien men voor langere periodes wil monitoren (één dag platform gebruiken komt overeen met één dag een schip gebruiken). Daarom is deze techniek niet geschikt voor langdurige monitoring. Het bereik van de radar ging echter wel snel naar beneden bij slechte weersomstandigheden (Brown & Walls 2004).

3.3.4 Zweden 3.3.4.1 Utgrunden In deze studie ging de aandacht naar de migratie van watervogels door een relatief klein windmolenpark (12 turbines). Dit gebeurde door veldwaarnemingen vanuit een vuurtoren. Er werden ook gegevens gebruikt van militaire navigatie radars van het Zweedse leger. Dit om een zicht te krijgen op de nachttrek of de trek in slechte weersomstandigheden (mist). Deze radars waren niet speciaal aangepast aan het observeren van vogels. Hierdoor werden niet alle vogels weergegeven op het radarscherm. Vooral kleinere zangvogels die alleen trokken werden gemist. Ook vogels die laag over het water vlogen werden gemist door de reflectie van de golven (Pettersson 2005). De onderzoekers vonden dat 30% van de watervogels een invloed ondergingen van de windmolens. Eidereenden verplaatsten hun migratieroutes oostwaarts om niet in contact te komen met de windmolens. De meeste watervogels veranderen hun vliegrichting 1-2 km voor de windturbines. De auteurs extrapoleerden de verzamelde gegevens en kwamen tot de conclusie dat in de lente 1-4 en in de herfst 10 groepen watervogels risico liepen doordat ze te dicht bij de windmolens vlogen. Omgerekend betekent dit één gedode vogel per windturbine per jaar (Pettersson 2005).

3.4 Radarstudies niet gebonden aan offshore windmolenparken Er is veel literatuur beschikbaar over radarornithologie. Deze studies startten midden de jaren veertig met het werk van Lack & Varley (1945) en werd verder gezet met het werk van Graber & Hassler (1962), Nisbet (1963), Eastwood (1967) en Konrad et al. (1968). De laatste 30 jaar werden de meeste radar studies uitgevoerd op trekvogels en dit voornamelijk in Noord Amerika, Europa en Israël (Desholm et al., 2004).

16

In Europa werd het meeste onderzoek uitgevoerd door de Lund universiteit te Zweden, gevolgd door het Zwitsers Ornithologisch Instituut. In Zweden werden doelzoekradars gebruikt, geplaatst op het dak van de universiteit voor onderzoek naar ganzen, steltlopers en Gierzwaluwen Apus apus (Green & Alerstam 2000, Bäckman & Alerstam 2001). Daarnaast gebruikte men mobiele doelzoekradars op het dek van een ijsbreker, op expedities in de Arctische gebieden voor ornithologisch onderzoek (Gudmundsson et al., 2002, Hedenström et al., 2002). In de jaren zeventig werd in Zweden gebruik gemaakt van “high-powered” L-band militaire radars om de migratie van watervogels te onderzoeken in Zuid-Zweden (Alerstam et al., 1974). Het Zwitserse Ornithologisch Instituut maakt gebruik van de “Superfledermaus”, een voormalige militaire doelzoekradar van het X-band type. Dit systeem werd voornamelijk gebruikt voor studies uitgevoerd in Israël (Bruderer 1994, Bruderer et al., 1999, Zehnder et al., 2002). Ook effecten van lichtstralen (Bruderer et al., 1999), tegentrek van zangvogels (Zehnder et al., 2002) en vogelmigratie in de Sahara (M. Herremans pers. comm.) werden met deze radar onderzocht. Ook in Nederland zijn al verschillende studies uitgevoerd met een dergelijk militaire radar, die “Flycatcher radar” wordt genoemd. Deze radar heeft een beperkt bereik van 10 km, maar is in staat individuele vogels te volgen en te identificeren tot groepsoort (Van Gasteren et al., 2002). Daarnaast maakt men in Nederland gebruikt van verschillende verkeersleidingsradars (S-band radars) waaraan het ROBIN-systeem (Radar Observation of Bird Intensity) gekoppeld is. Dit ROBIN systeem is specifiek ontworpen voor het uitfilteren van vogelecho’s uit radarbeelden, waardoor er onderzoek op grote schaal kan worden gevoerd naar trekpatronen van vogels. Aan de hand van de verzamelde informatie kunnen waarschuwingen worden uitgestuurd naar piloten indien de vogeltrek te hevig wordt en aanvaringen zich dreigen voor te doen tussen vliegtuigen en vogels. Ook in België is sinds oktober 2005 een dergelijke radar aangesloten op het ROBIN-systeem. Door de grove resolutie en de grote range waardoor de onderste luchtlagen niet gescand worden (door aardkromming) is dit systeem echter niet bruikbaar voor onderzoek met betrekking tot windmolens (H. van Gasteren pers. comm.). In Denemarken werden “High-powered” L-radars gebruikt in 1970, om aanvaringen te vermijden tussen vliegtuigen en vogels (Rabøl et al., 1970). In Noord Amerika werden vooral studies uitgevoerd met kleine navigatieradars en de veel krachtiger lange afstand meteoradars. Eerst werd gebruik gemaakt van de WSR57 en ARS-7 radars, om een totaalbeeld te krijgen van de vogeltrek boven de VS (Gauthreaux 1970, 1971, 1991). In de jaren negentig werden de oude WSR radars vervangen door een nieuwe generatie radars, nl. WSR-88D radars. Dit zijn Doppler radars en hebben bewezen dat ze heel efficiënt data kunnen verzamelen van trekvogels op een grotere schaal (Gatereaux & Belser 1998, Russel & Gatereaux 1998, Diehl et al., 2003, Farnsworth et al., 2004). Voor meer lokale studies werden kleine X-band navigatie radars gebruikt (Stevens et al., 2000, Cooper & Blaha 2002). Sommige van deze radars maakten gebruik van anti-grondreflectie toepassingen, zoals een grondreflectie reductiescherm (Cooper et al., 1991), of door de T-antenne 12,5° naar boven te kantelen (Williams et al., 2001). Om de vlieghoogte te meten werd de

17

antenne gekanteld in verticale stand (Harmata et al., 1999) of werd de antenne vervangen door een paraboolantenne die de hoogte meet (Cooper et al., 1991).

3.5 Samenvatting Literatuurstudie Dankzij het gebruik van radartechnieken kan men veel te weten komen over vliegpatronen van migrerende vogels en mogelijke invloeden van windmolenparken. Radar heeft vooral als voordeel dat het ’s ’s nachts en bij mist kan opereren, terwijl in die omstandigheden het menselijke oog te kort schieten. Ook kan men continu gegevens registreren. Het ontwijkingsgedrag van zeevogels ten opzichte van windturbines werd met radar bewezen in Denemarken en Zweden. Dankzij radar kon men in Nederland ook een gedetailleerde studie maken van de vlieghoogtes van vogels boven de Noordzee. Radarsystemen kunnen dus een grote meerwaarde zijn voor het onderzoek van invloeden van windturbines op zeevogels. Het grootste nadeel van offshore radaronderzoek is echter de golfreflectie. Bij een windkracht 2 loopt het radarscherm al vlug vol en maskeren de golfreflecties de vogelecho’s. Het Amerikaanse bedrijf DeTect heeft een systeem ontwikkeld om vogelecho’s automatisch te registreren, maar dit werkt nog niet naar behoren. Golfreflecties verstoren in grote mate de gegevensdatabank. Momenteel is TNO bezig met het ontwikkelen van een vogelradar, welke ongevoelig is voor golfreflectie. Dergelijke radars zullen in de toekomst nodig zijn indien men meer wenst te weten te komen van de invloeden van windmolens op vogels. Het simultaan gebruiken van radarwaarnemingen met zichtwaarnemingen overdag kan bovendien soortspecifieke informatie opleveren zoals de vluchtsnelheid en de oriëntatie van vogelsoorten.

18

4. Organiseren praktijksessie - werkbezoeken Er werd een inventaris opgemaakt van de in België beschikbare radarsystemen. Er werd nagegaan of deze apparatuur gebruikt kan worden. Hierbij werd zowel gekeken naar de locatie van de radar, de voorwaarden voor gebruik, de bruikbaarheid van de resultaten als naar de technische en budgettaire vereisten. Er werd niet meteen geschikte apparatuur gevonden voor het organiseren van testen. Ook waren er geen mogelijkheden om met geschikte apparatuur in het buitenland testen te organiseren, met de bedoeling praktijkervaring op te doen. Wel bestaat er de mogelijkheid om in de zomer van 2006 testen bij te wonen met door TNO ontwikkelde apparatuur.

4.1 Inventaris radars De volgende radars werden onderzocht naar hun bruikbaarheid voor de monitoring van de avifauna op de Thorntonbank.

4.1.1 Militaire Radar Semmerzake De eigenschappen van deze radar zijn als volgt: Martello S723 Type: L-band radar Peak Power: 100 kW Fixed pulse length/volume: 150 µs Pulse repeat frequency: 255 Hz Vertical beam width: 20° Range: 250 km Resolution range: 185 m, azimuth= 1,6° op 185 km Deze radar, gelegen in Semmerzake (Oost Vlaanderen) regelt de begeleiding van vliegtuigen in het Belgische luchtruim. Deze radar beslaat het grootste deel van het Belgische gedeelte van de Noordzee en zou in principe gebruikt kunnen worden. Recent onderzoek (Courtens & Stienen 2004) wijst er echter op dat deze radar niet bruikbaar is voor monitoring van de avifauna op de Thorntonbank. De vogelecho’s die deze radar produceert boven de Noordzee komen niet overeen met de werkelijke situatie. De gegevens zijn bovendien onbruikbaar bij planning van windmolenparken op zee omdat ze onvoldoende informatie geven over de vlieghoogte (Courtens & Stienen 2004). Door de grote afstand tussen de radar en de Thorntonbank en door de aardkromming is deze radar niet in staat de onderste luchtlagen te scannen boven de Noordzee. Het is net die laag die belangrijk is voor het onderzoek van effecten van windmolens op de avifauna.

19

4.1.2 Luchtvaartradar Oostende Deze radar regelt net als de radar in Semmerzake het vliegverkeer in het Belgische Luchtruim. Deze S-band radar is beter geschikt voor het detecteren van kleinere vogels dan de radar te Semmerzake, door de geringere golflengte (ca. 11-15 cm). Deze golflengte komt overeen met de omvang van kleinere vogels. Doordat deze radar zich dichter bij de Thorntonbank bevindt dan deze in Semmerzake en deze geplaatst is aan de zee, zal het de onderste luchtlagen beter scannen dan de radar te Semmerzake. Nadeel van deze radar is dat er geen onderscheid gemaakt wordt tussen de verschillende vlieghoogtes, iets dat toch essentieel is voor onderzoek in verband met windmolens (Courtens & Stienen 2004). Verder heeft deze radar een groot dekkingsgebied, wat de resolutie van de gegevens niet ten goede komt.

4.1.3 Radar Glons De eigenschappen van de militaire radar te Glons (Luik) zijn als volgt: MPR Type: S-band radar Peak Power: 20 MW max Fixed pulse length/volume: 4 µs Pulse repeat frequency: 250 Hz Vertical beam width: 20° Range: 150 km Resolution range: 30 m, azimuth= 1,6° op 500 m Dit najaar werd deze uitgerust met het ROBIN4 vogeldetectiesysteem. Deze radar kan dus een gedetailleerd beeld geven van de vogeltrek, maar doordat het detectiebereik 150 km is, wordt de Noordzee niet gedekt. Hierdoor is deze radar onbruikbaar voor monitoring van avifauna boven de Noordzee. Bovendien zorgen de grote afstand tussen Glons en de Thorntonbank dat de onderste luchtlagen niet meer gescand worden op grote afstand, dit door de aardkromming.

4.1.4 Meteoradar KMI Er zijn in België momenteel 2 meteoradars, één te Wideumont (Luxemburg) en één te Zaventem (Vlaams-Brabant). Deze laatste is eigendom van Belgocontrol. In de toekomst is er eveneens een radar gepland te Jabbeke (West-Vlaanderen). De eigenschappen van de meteoradars zijn als volgt: Type: C-band Frequentie: 5.6 GHz Peak Power: 250 kW Range resolution: 500 meter. Theoretisch mogelijk tot 125 meter. Sinds november 2001 heeft het KMI een nieuwe weerradar staan in Wideumont (Luxemburg). Deze radar bevindt zich op een toren van 50 meter hoogte en heeft een bereik van 240 km. Maar kwantitatieve meetwaarden zijn slechts te bekomen tot 100 km.

20

De radar detecteert regen, hagel en sneeuw en wordt eveneens gebruikt in het hydrologische domein. Door de grote afstand tot de Noordzee is deze radar niet bruikbaar voor onderzoek van avifauna boven de Noordzee. Ook de radar te Zaventem is niet bruikbaar voor ornithologisch onderzoek boven de Noordzee. De afstand tot de Thorntonbank is te groot en de resolutie te klein. De radar te Jabbeke staat al veel dichter bij de kust. Deze zou dus best en overzicht kunnen geven van vogelmigratie boven de Noordzee. De resolutie range is echter net iets te klein en er heerst onzekerheid over het feit wanneer deze radar geplaatst zal worden (ten vroegste oktober 2006).

4.1.5 Scheepsradar Belgica Het onderzoeksschip De Belgica beschikt over 2 radars. Decca bridgemaster model E250 & model MA180/4 Type: X-band radar Range: 10 km Zonder bijkomende software zijn deze radars niet geschikt voor vogelmonitoring, aangezien deze teveel last hebben van golfreflectie. Met bijpassende software zouden deze radars wel kunnen ingezet worden in het onderzoek. Deze software is echter nog in ontwikkeling. Wel zijn er enkele nadelen verbonden aan een radar die zich op een schip bevindt. Er zal moeten worden gecorrigeerd voor de “heading” en voor het rollen van het schip. Indien het schip beweegt zal eveneens gecorrigeerd moeten worden voor de daadwerkelijke positie van de vogelecho’s en de snelheid. Ook de golfbewegingen maken de hoogtemeting minder betrouwbaar, maar dat is nog het minst problematische. Voor alles kan men corrigeren, maar dit brengt bijkomende kosten teweeg bij de software.

4.1.6 VTS-radars VTS is de afkorting van “Vessel Traffic Services”. De internationale definitie van VTS is: diensten ingesteld door een bevoegde overheid, bedoeld om de veiligheid en de doeltreffendheid van scheepvaartverkeer te verbeteren en het milieu te beschermen. Deze diensten dienen de mogelijkheid te hebben om te communiceren met het verkeer, te reageren en te anticiperen op gevaarlijke verkeerssituaties die zich in een VTS gebied ontwikkelen”. Een van deze invullingen is radarobservaties. Indien het windmolenpark zich in VTS gebied zou bevinden, dan zou er de mogelijkheid zijn om een VTS radar te gebruiken om gegevens te verzamelen over vogelmigraties. Het windmolenpark bevindt zich echter net buiten het VTS gebied, waardoor deze niet ingezet kunnen worden (figuur 4.1) (C-Power, 2006).

21

Figuur 4.1: bereik VTS radars in de Noordzee (C-Power, 2006).

4.2 Bruikbaarheid beschikbare radars De bruikbaarheid van de beschikbare radars is klein. Voor een overzichtstabel van de radars, zie bijlage 1. Van een aantal radars ontbreken sommige technische eigenschappen. Deze werden opgevraagd, maar er werd niet altijd een antwoord ontvangen. Uit de informatie die wel beschikbaar is, valt echter af te leiden dat deze radars niet geschikt zijn. De militaire radars in Semmerzake en Glons, de luchtvaartradar te Oostende en de meteoradars in Wideumont, Zaventem en in de toekomst Jabbeke hebben allen een te kleine resolutie en zijn niet geschikt voor kleinschalig gebruik in een windmolenpark. Al deze radars scannen de bovenste luchtlagen, en zijn door de aardkromming niet in staat de onderste 200 meter te scannen boven de Thorntonbank. Het is net die zone die belangrijk is voor het bepalen van de impact van windmolenparken op vogels. Voor een aantal radars (VTS radars, Zaventem, Wideumont en Glons) is de afstand tot de Thorntonbank bovendien te groot. Enkel de radars van de Belgica kunnen dus gebruikt worden. Er werd dan ook een test uitgevoerd met deze radar.

4.3 Organiseren van test met Belgica radar Op 5 en 6 september 2005 werd er een kleine test uitgevoerd met de radar van het onderzoeksschip de Belgica. Deze test maakte geen gebruik van extra software. De Belgica lag twee dagen voor anker aan de Thorntonbank. De radar was heel gemakkelijk te gebruiken voor niet-specialisten. Door de gevoeligheid te verhogen van de radar, konden de vogelecho’s worden gedetecteerd tot een afstand van ongeveer één zeemijl. Echter, ook de golfreflectie nam toe door het verhogen van de gevoeligheid. De weersomstandigheden waren echter zeer gunstig. Doordat er nauwelijks wind was, was de zeespiegel heel vlak en had men die twee dagen nauwelijks last van golfreflectie. Wanneer er wat meer golven waren, zakte het detectiebereik al heel snel en werd de radar onbruikbaar voor het registreren van vogelecho’s. 22

4.4 Organiseren van een test met buitenlandse apparatuur 4.4.1 reeds beschikbare apparatuur Op dit moment is het onmogelijk om degelijke tests uit te voeren met de in België beschikbare apparatuur. Ook in het buitenland ligt het moeilijk om tests te organiseren. Er bestaat de mogelijkheid om de precisie (militaire) Flycatcher radar te huren bij TNO. Door het gewicht en omvang van deze radar (grootte van een zeecontainer) is deze echter enkel vanop het strand bruikbaar. Het detectiebereik is 10 km. Door dit beperkte bereik kan men dus niet de vogelmigratie detecteren boven de Thorntonbank. In Denemarken is het mogelijk om enkele uren vogels te detecteren vanop het platform te Rødsand. Deze sessie houdt echter niet zoveel in. Je krijgt enkel de mogelijkheid om te zien hoe het Deense team de vogelecho’s die ze lokaliseren op het radarscherm overbrengen op transparanten. Bovendien kan dit enkel doorgaan bij goede weersomstandigheden. Er was geen mogelijkheid om te zien welke bijkomende software het team gebruikte om de gegevens te verwerken. Daarom werd er geen werkbezoek ingericht naar Denemarken.

4.4.2 Apparatuur beschikbaar in nabije toekomst Scheepsradars hebben het grote voordeel dat ze betaalbaar zijn. Een nadeel is dan weer dat ze in maritiem milieu niet functioneren, vooral door problemen met golfreflectie. TNO is bezig met het ontwikkelen van een familie maritieme vogelradars door het integreren van modules die nu al binnen TNO worden toegepast en gevalideerd zijn. Dit doen ze door standaard navigatieradars te combineren met het door TNO ontwikkelde ROBIN vogeldetectiesysteem en het DECODO golfreflectie filter. De verwachtingen zijn dat deze radars binnen 4-6 maanden operationeel zijn. Het biedt de mogelijkheid om vogeltracks, snelheden, richtingen, vogeldichtheden etc. automatisch te registreren (zie figuur 4.2). Datatransfer naar wal moet volledig automatisch plaatsvinden. Voor de bediening van het systeem is niet meer dan 1 persoon (deeltijds) nodig. De datatransfer naar wal bestaat uit voorbewerkte radardata (om de nodige bandbreedte te verminderen), wat op de locatie van de waarnemer bewerkt kan worden tot beelden met tracks, richting etc. Datgene dat dan gepresenteerd wordt zijn geregistreerde vogeltracks, land- en regenreflecties zijn er dan al uit gefilterd, dichtheden zijn per gebied aangegeven en er bestaat een mogelijkheid om in te zoomen tot het niveau van individuele vogeltracks. Informatie kan ook in een gecondenseerde vorm (tabelvorm) automatisch ge-output worden.

23

Figuur 4.2: 1: algemeen beeld van radarscherm; 2: mogelijkheid tot inzoomen van een bepaald transect; 3: mogelijkheid tot uitvoeren bewerkingen. Hier een vectorplot van de richting en snelheid vogeltracks (Addy Borst – TNO).

Er werden twee bijeenkomsten geregeld met TNO (zie bijlage 2, 3, 4 & 5). TNO heeft reeds verschillende testen gedaan met scheepsradars gekoppeld aan de door hen ontwikkelde golfreflectie filter en het ROBIN systeem. Dit werd voorgesteld en de resultaten waren alvast veel belovend. Bij weinig wind is de kans groot dat de vogel wordt opgemerkt (zie figuur 4.3). Wanneer er een seastate 2 heerst (windkracht 3-4), is de kans al heel wat kleiner dat men de vogel kan detecteren zonder filter voor golfreflectie (zie figuur 4.4). Met de golfreflectie filter is de kans weer aanzienlijk groter geworden dat men de vogel kan registreren bij seastate 2 (zie figuur 4.5).

Figuur 4.3: probabiliteit detectie van een vogel bij seastate 0 (Addy Borst – TNO).

24

Figuur 4.4: probabiliteit detectie van een vogel bij seastate 2 zonder golfreflectie filter (Addy Borst – TNO).

Figuur 4.5: probabiliteit detectie van een vogel bij seastate 5 met golfreflectie filter (Addy Borst – TNO).

TNO gaat ervan uit dat hun radars bij goede weersomstandigheden werken tot ongeveer 6 km. Bij slechtere weersomstandigheden zouden deze nog een range moeten hebben van ongeveer 4-6 km. De range hangt natuurlijk weer af van de grootte van de vogel (zie hoofdstuk 3). De radarsystemen die TNO zal ontwikkelen kunnen ruwweg in 4 type systemen onderscheiden worden. Het is echter de bedoeling dat ze radars ontwikkelen die volledig voldoen aan onze vereisten. Type 1: 2D radar: vogeltracks + snelheid - één horizontale radar - vogeldetectie algoritmes - seaclutter filtering - operationeel binnen 3-6 maanden - kostprijs: < 100.000 €

25

Type 2: 2D radar: vogeltracks + snelheid + hoogte/fluxen in 1 verticaal vlak - één horizontale radar - één verticale radar - vogeldetectie algoritmes - seaclutter filtering - operationeel binnen 3-6 maanden - kostprijs: < 150.000 € Type 3: 2D radar: vogeltracks + snelheid + hoogte/fluxen in geheel verticaal vlak + soortherkenning door middel van vleugelslagfrequentie - één horizontale radar - één gekoppelde FMCW (Frequency modulated continuous wave radar) - vogeldetectie algoritmes - seaclutter filtering - operationeel binnen 9-12 maanden - kostprijs: < 200.000 € Type 4: 3D radar - één horizontale radar - één ronddraaiende navigatieradar - vogeldetectie algoritmes - seaclutter filtering - operationeel binnen 12 maanden - kostprijs: < 300.000 € In bovenstaande prijzen zit het volgende steeds inbegrepen: - hardware en software turn-key geleverd - training & opleiding in gebruik - documentatie, user manuals, operator manuals etc - één jaar garantie - telefonische helpdesk Ondersteuning zal TNO blijven verlenen. Eerst als deel van de garantie, als er problemen optreden. Later kan een ondersteuning- en onderhoudscontract worden opgemaakt. Afhankelijk van de gewenste ondersteuning (er zijn veel gradaties in zaken als response tijd, helpdesk, on site support, etc.) moet er rekening worden gehouden met kosten die oplopen tot 5-20 % van de aanschafprijs per jaar. Het is dus mogelijk dat TNO een turn-key principe levert. TNO kan echter ook het systeem aansluiten op een reeds bestaande radar, maar dan zal die radar moeten afgesteld worden voor specifieke radareigenschappen en dataformats van dit systeem, wat mogelijk een meerkost tot gevolg kan hebben. Het KBIN/BMM zal in de zomer van 2006 uitgenodigd worden voor het bijwonen van een demonstratie van deze vogelradars.

26

4.5 Werkbezoek Bureau Waardenburg Op 5 januari 2006 werd het KBIN uitgenodigd voor een bijeenkomst met Bureau Waardenburg. Het verslag is te vinden in bijlage 6. De resultaten van hun onderzoek op Meetpost Noordwijk werd besproken (zie ook hoofdstuk 3). Bureau Waardenburg is zeker geïnteresseerd in het (deels) uitvoeren van het monitoringsproject van zeevogels op de Thorntonbank. Het vooropgestelde budget voorzien in de MEB (BMM 2004) volstaat niet opdat Bureau Waardenburg het project 5 jaar lang zou kunnen uitvoeren. Indien er een vogelradar staat die de vogelecho’s automatisch registreert, bieden ze wel de mogelijkheid om met het voorziene budget 2-3 jaar onderzoek te verrichten. Ze stellen voor veldwerk uit te voeren dat zich richt op het vlieggedrag van trek- en lokale vogels in reactie op het windmolenpark. Het ontwijkingsgedrag zou onderzocht worden in relatie tot soort, seizoen, dag-nacht, weer etc. Dit zou kunnen leiden tot een beschrijving van de effecten van het windmolenpark evenals tot kennis die gebruikt kan worden om andere windmolenparken beter te plaatsen en in te richten. Bureau Waardenburg raad aan om de vogelradar te plaatsen op een platform, en deze niet te laten draaien vanop een schip. Voor hun onderzoek naar nachtelijke vliegbewegingen van zwarte Zee-eenden Melanitta nigra maakten ze immers gebruik van dergelijke techniek en ze vonden dit niet bevredigend. Niet alleen moest er gecorrigeerd worden voor de heading van het schip, bovendien kampten ze met extra golfreflecties door de deining van het schip (Dirksen et al., 2005; S. Dirksen pers. comm.)

27

5. Voorstel tot monitoring van de avifauna met behulp van radarsystemen Recente studies tonen aan dat met behulp van een radar een goed beeld kan verkregen worden van vogeltrek boven zee. Vooral het gebruik van scheepsradars biedt goede perspectieven (Christensen et al., 2004; Kahlert et al., 2004; Desholm & Kahlert, 2005; Krijgsveld et al., 2005). De huidige studies hebben echter allemaal te kampen met het feit dat deze radars heel gevoelig zijn aan golfreflectie (Krijgsveld et al., 2005). Deze reflecties zorgen ervoor dat vogelecho’s niet meer worden waargenomen op het radarscherm. In Denemarken lost men dit op door enkel radarwaarnemingen te organiseren op dagen waarop de weersomstandigheden gunstig zijn (Desholm & Kahlert, 2005). Wil men echter een goed beeld krijgen van zeevogeltrek, dan dient men eveneens waarnemingen te kunnen doen in slechte weersomstandigheden. Het is namelijk net in deze omstandigheden dat vogels windmolens minder goed opmerken en dat de kans op aanvaringen het grootst is (Krijgsveld et al., 2005). De radar wordt het best geplaatst op een platform in de nabijheid van het windmolenpark. Dit levert veel betere gegevens op dan gegevens die gewonnen worden vanop een schip of vanop het land (Brown & Walls 2004, S. Dirksen pers. comm.). Men heeft minder last van golfreflecties en men moet niet corrigeren voor de “heading” en het “rollen” van het schip. Indien de radar niet geplaatst kan worden op een platform, dan biedt een schip een alternatief. De verzamelde gegevens zijn echter minder accuraat dan deze verzameld vanop een platform en bovendien zal men moeten corrigeren wat een bijkomende meerkost met zich teweeg brengt. Om de voorjaarstrek te volgen, komt de radar het best op de zuidwestelijke of noordwestelijke zijde van het windmolenpark. Voor de najaarstrek plaatst men de radar dan weer beter op de noordoostelijke of zuidoostelijke hoek van het windmolenpark. Een ideale situatie is natuurlijk dat er op beide plaatsen een radarsysteem komt, of dat men de radar halfjaarlijks verplaatst van de westelijke zijde naar de oostelijke zijde en vice versa. Indien de radar niet verplaatst kan worden, opteert men best voor de oostelijke zijde. Deze is geschikt voor het registreren van de najaarstrek en in het najaar trekken veel meer vogels door dan in het voorjaar. Wanneer men kijkt naar de bouwplannen van het windmolenpark (figuur 5.1), zien we dat de windmeetmasten ideaal gelegen zijn voor het plaatsen van een vogelradar. Het transformatorplatform is niet geschikt voor het registreren van vogelbewegingen met radar. Het staat immers midden tussen de windturbines en deze zouden voor teveel schaduweffect zorgen ( Christensen & Hounisen, 2004) waardoor te weinig vogelbewegingen kunnen worden vastgelegd. Het nadeel van windmeetmasten is dan weer dat het masten zijn en in tegenstelling tot een platform kunnen de radars geen 360° scannen. Afhankelijk van de windmeetmast en de hoogte waarop de radar geplaatst wordt, zal deze een gebied kunnen scannen van iets meer dan 200°. De ideale situatie is een platform dat geplaatst wordt ten oosten van het windmolenpark. Indien dit niet mogelijk is, dan bieden de windmeetmasten een goed alternatief.

28

Figuur 5.1: Constructie windmolenpark. Links en rechts van het windmolenpark komt er een windmeetmast, terwijl in het linkergedeelte onderaan rechts het transformatorplatform komt (CPower, 2006).

Bij de aankoop van een radar opteert men het best voor een automatisch vogeldetectiesysteem. Dit heeft als voordeel dat het continu gegevens kan registreren, zonder dat er een waarnemer aanwezig moet zijn om deze gegevens over te brengen in een databank. De overgang van de data naar het land gebeurt best ook op geautomatiseerde wijze, zodat er niet steeds op zee moet gegaan worden om de gegevens af te halen. Voor een dergelijk automatisch systeem, moeten enkele voorzieningen aanwezig zijn op de plaats waar de radar moet komen: -

-

mechanische constructie waaraan de radar kan worden bevestigd geconditioneerde ruimte waar de computer dient te staan (voorbewerking gegevens vooraleer ze worden doorgestuurd naar het land) netwerkaansluiting en Wide Area network om data naar wal te kunnen transfereren kabels voor netvoeding van de radar en pc (220V-50Hz)

Het aangekochte radarsysteem moet zowel de horizontale vliegbewegingen kunnen vastleggen als de hoogte kunnen bepalen van de vogeltracks. De hoogtemeeting speelt immers een belangrijke rol om het risico in te schatten van aanvaringen met windturbines. De radar beschikt het best ook over een golfreflectiefilter. Indien deze afwezig is, worden de data al vlug onbruikbaar zodra er golven aanwezig zijn op zee (Krijgsveld et al., 2005). Tot nu toe staat deze filter nog niet op punt. TNO werkt momenteel aan een dergelijke vogelradar. In de zomer van 2006 kan deze uitgetest worden door het KBIN/BMM. Vooraleer men overgaat tot de aankoop van de radar, vergewist men zich ervan dat deze golfreflectiefilter zeer goed werkt. Dit kan door het bijwonen van testen in minder goede weersomstandigheden.

29

Eens een geschikt radarsysteem is aangekocht, kan men beginnen met de monitoring zelf. Als men overgaat tot de aankoop van een automatisch vogeldetectiesysteem, kan men de radar best continu gegevens laten registreren. Om de gegevens te verwerken, kan men dan achteraf nog steeds zien of men werkt met alle verzamelde gegevens, of dat men steekproeven neemt en enkel die data verwerkt. Dit zal vooral afhangen van de tijd die het kost om de gegevens te verwerken en van het beschikbare budget. De verwerking van de gegevens hangt af van de efficiëntie van de onderzoeker en deze efficiëntie zal toenemen, naarmate deze meer en meer vertrouwd geraakt met de onderzoeksmethodes en het radarsysteem. Vooral de beginperiode zal een leerproces zijn voor de onderzoeker (S. Dirksen pers. comm.). Met de huidige radarsystemen zal men kunnen bepalen of er een ontwijkingsgedrag is van migrerende vogels ten opzichte van het windmolenpark. Met een driedimensionaal systeem zal men kunnen nagaan of de vogels hun vliegroute, dan wel de vlieghoogte aanpassen om het windmolenpark te ontwijken. Ook zal men kunnen bepalen hoeveel procent van de migrerende vogels doorheen het windmolenpark vliegt. Op deze wijze kan men dus het aanvaringsrisico inschatten. Aanvullende, visuele observaties vanop het transformatorplatform kunnen bijkomende gegevens opleveren. Het simultaan gebruiken van radar- en zichtwaarnemingen overdag levert immers soortspecifieke informatie op van de migrerende vogels zoals de vluchtsnelheid en de oriëntatie (Christensen & Hounisen 2004). In het Nederlandse onderzoek op Meetpost Noordwijk voerde men gemiddeld drie dagen visuele observaties uit per maand (in de periode van volle maan). Overdag voerde men 3 types uit van visuele observaties, terwijl ’s nachts 2 types werden uitgevoerd (Krijgsveld et al., 2005): -

-

-

flagging: combineren van radarwaarnemingen en zichtwaarnemingen om radarecho’s tot op soort te kunnen determineren panorama scans: Om het uur alle vogels tellen die rondom het platform vliegen (volgens ESAS protocol, appendix 2, Camphuysen & Garthe 2001). het dient als back-up en calibratie van de radartellingen. seawatching: alle voorbijvliegende vogels tellen die een bepaalde locatie voorbijvliegen. moonwatching: Gedurende 4 dagen voor en 4 dagen na volle maan is men in staat om met een telescoop vogelsilhouetten te registreren die voorbij de maan vliegen. Deze silhouetten stellen de waarnemer in staat om de vogels te determineren tot familie- of soortniveau. Het protocol dat gevolgd werd is afkomstig van de Schweizerische Vogelwarte (1996). Registreren nachtelijke vogelgeluiden: Wanneer de nacht begon, werden vogelgeluiden per 5 minuten interval genoteerd gedurende minstens 1 uur. Dankzij deze geluiden kan men een idee vormen welke vogels ’s nachts voorbijvliegen.

Het is nuttig om dergelijke visuele observaties in het monitoringsonderzoek in te lassen. Het geeft immers een beeld over de samenstelling van de vogelsoorten en later zal men aan de hand van de echo’s bepaalde tracks kunnen toeschrijven aan bepaalde soortgroepen. Op het transformatorplatform in het windmolenpark zal dan ook de nodige infrastructuur moeten voorzien zijn voor het uitvoeren van deze

30

ondersteunende visuele waarnemingen, zodat 1-2 wetenschappers gedurende een korte periode (2-3 dagen) kunnen verblijven op dit platform. Het bedienen van de radar en het verzamelen van de gegevens kan beperkt worden tot een tweetal uur per dag. Het grootste werk is de interpretatie van de gegevens. Eén voltijds equivalent moet volstaan om de radar te bedienen en om gegevens te verwerken die via een steekproef uit de dataset komen. Naarmate deze onderzoeker meer ervaring opdoet, zal hij meer gegevens kunnen verwerken en zal het misschien mogelijk zijn om alle verzamelde gegevens te interpreteren. De onderzoeker zal soms wel tijdelijk moeten bijgestaan worden door andere wetenschappers, zoals een statisticus (S. Dirksen pers. comm.). De onderzoeker zou volgende eigenschappen moeten bezitten: -

vertrouwd met Windows/Linux inzicht hebben in een vogelradar ecologische kennis over vogels om radarwaarnemingen te interpreteren basiskennis GIS kennis statistiek

De geschatte kostprijzen kunnen teruggevonden worden in tabel 5.1. Voor het radarsysteem wordt gerekend op een turn-key systeem, met de nodige onderhoudscontracten voor het eerste jaar. Na het eerste jaar kan er met TNO een onderhoudscontract afgesloten worden die afhankelijk van de gewenste ondersteuning 5-20 % van de aanschafprijs per jaar bedraagt. Er wordt rekening mee gehouden dat de voltijds onderzoeker zowel de bediening van de radar als de interpretatie voor zich neemt. Ook neemt hij de vogelobservaties vanop het platform voor zijn rekening. Onder ondersteuning verstaat men zowel de ondersteuning die de onderzoeker tijdelijk kan nodig hebben (enkel dagen per jaar) van andere wetenschappers (informatici, statistici, …) als de ondersteuning die hij nodig kan hebben tijdens het uitvoeren van visuele observaties vanop het platform. Het is echter niet zeker of al deze ondersteuning noodzakelijk is. De transfers houden de verplaatsing in van de waarnemer(s) heen en terug naar het observatieplatform, met een geschikt vaartuig. Tabel 5.1: geschatte kostprijzen

Radarsysteem / éénmalig Onderhoudscontracten / jaar Onderzoeker /jaar Ondersteuning / jaar Transfers /jaar

150.000€ 7.500 – 30.000 € 48.000€ 5.000€ 12 transfers; prijs onbekend

31

6. Literatuurlijst Alerstam, T. Bauer, C.A. & Roos, G. 1974. Spring migration of Eiders Somateria mollissima in Southern Scandinavia. Ibis 116: 194-210 Allan, J., Bell, J., Brown, M., Budgey, R. & Walls, R. 2004. Measurement Of Bird Aabundance And Movements Using Bird Detection Radar. Central Science Laboratory (CSL) report. 16p. Bäckman, J. & Alerstam, T. 2001. Confronting the winds: orientation and flight behaviour of roosting swifts, Apus apus. Proceedings of the Royal Society of London serie B- Biological Sciences 268: 1081-1087 BMM, 2004. Bouw en exploitatie van een windmolenpark op de Thorntonbank in de Noordzee: Milieueffectenbeoordeling van het project ingediend door de n.v. C-Power. Brussel. 170p. Beschikbaar op: http://www.mumm.ac.be/Common/Windmills/CPOWER2/Advies_Bijlage2_MEB.pd f Brown, M. & Walls, R. 2004. The remote monitoring of seabird movement using bird detection radarfrom an offshore jack-up barge Loch Ryan, Dumfries. Central Science Laboratory (CSL) report. 21p. Bruderer, B. 1994. Nocturnal bird migration in the Negev (Israel): a tracking radar study. Ostrich 65: 204-212. Bruderer, B., Peter, D. & Steuri, T. 1999. Behaviour of migrating birds exposed to Xband radar and a bright light beam. Journal of Experimental Biology 2002: 1015-1022 C-Power, http://www.c-power.be/applet_mernu_nl/index01_nl.htm, geconsulteerd op 23.01.2006. Camphuysen, C.J. & Garthe, S. 2001. Recording foraging seabirds at sea: standardised recording and coding of foraging behaviour and multi-species foraging associations. Netherlands institute for Sea Research (NIOZ) internal report 2001-001, NIOZ, Texel. Cristensen, T.K., Clausager, I. & Petersen, I.K. 2003. Base-line investigations of birds in relation to an offshore wind farm at Horns Rev, and results from the year of construction. NERI report 2003. 65p. Christensen, T.K., Hounisen, J.P., Clausager, I. & Petersen, I.K. 2004. Visual and radar observations of birds in relation to collision risk at the Horns Rev offshore wind farm. NERI report 2004. 48p. Christensen, T.K. & Hounisen, J.P. 2004. Investigations of migratory birds during operation of Horns rev offshore wind farm: Preliminary note of analysis of data from spring 2004. NERI note 2004. 24p.

32

Cooper, B.A., Day, R.H., Richie, R.J. & Cranor, C.L. 1991. An improved marine radar system for studies of bird migration. Journal for Field Ornithology 66: 367-377 Cooper, B.A. & Blaha, R.J. 2002. Comparisons of radar and audio-visual counts of marbled murrelets during inland forest surveys. Wildlife Society Bulletin 30: 11821194 Courtens, W. & Stienen, E.W.M. 2004. Deelstudie 3.Verkennende studie naar het gebruik van radarbeelden voor vaststelling van vogeltrek op zee. in: Stienen, E.W.M. et al., 2004. Interactions between anthropogenic activities and the avifauna in Belgian marine areas. Rapport Instituut voor Natuurbehoud, 2004. 136: pp. 25-38. Desholm, M., Petersen, I.K.,Kahlert, J. & Clausager, I. 2003. Base-line investigations of birds in relation to an offshore wind farm at Rødsand: results and conclusions, 2002. NERI report. 64p. Desholm, M.; Fox, T. & Beasley, P. 2004. Best Practice guidance for the use of remote techniques for observing bird behaviour in relation to offshore windfarms. 84p. beschikbaar op: http://www.thecrownestate.co.uk/1355_ remote_techniques_int_rpt_05_03_21.pdf Desholm,M & Kahlert, J. 2005. Avian collision risk at an offshore wind farm. Biology letters 1 (3):296-298. Diehl, R.H., Larkin, R.P. & Black, J.E. 2003. Radar observations of bird migration over the great lakes. Auk 120 (2): 278-290 Dirksen, S., Witte, R.H. & Leopold, M.F. 2005. Nocturnal movements and flight altitudes of Common Scoters Melanitta nigra. Research north of Ameland and Terschelling, February 2004, for the baseline study Near Shore Windfarm. Report 05062. Bureau Waardenburg, Culemborg. 36p. Eastwood, E. 1967. Radar ornithology. Methuen, London. 278p. Edwards, J. & Houghton, E. W. 1959. Radar echoing area polar diagrams of birds. Nature 184. 1059 Everaert, J., Devos, K. & Kuijken, E. 2002. Windturbines en vogels in Vlaanderen. Voorlopige onderzoeksresultaten en buitenlandse bevindingen. Rapport Instituut voor natuurbehoud 2002.3, Brussel Farsworth, A., Gauthreaux, S.A. & Van Blaricom, D. 2004. A comparison of nocturnal call counts of migrating birds and reflectivity measurements on Doppler radar. Journal of Avian Biology 35: 365-369 Gauthreaux, S.A. 1970. Weather radar quantification of bird migration. BioScience 20: 17-20 Gauthreaux, S.A. 1971. A radar and direct visual study of passerine spring migration in southern Louisiana. Auk 88: 343-365

33

Gauthreaux, S.A. 1991. The flight behaviour of migrating birds in changing wind fields: radar and visual analyses. American Zoologist 31: 187-204 Gauthreaux, S.A. & Belser, C.G. 1998. Displays of bird movements on the WSR88D: patterns and quantification. American Meteorological Society 13: 453-464 Graber, R.R. & Hassler, S.S. 1962. The effectiveness of aircraft-type (APS) radar in detecting birds. Wilson Bulletin 74: 367-380 Green, M. & Alerstam, T. 2000. Flight speeds and climb rates of Brent Geese: Massdependent differences between spring and autumn migration. Journal of Avian Biology 31: 215-225 Gudmundsson, G.A., Alerstam, T., Green, M. & Hedenström, A. 2002. Radar observations of Arctic bird migration at the Northwest Passage, Canada. Arctic 55: 21-43 Harmata, A.R., Podruzny, K.M., Zelenak, J.R. & Morrison, M.L. 1999. Using marine navigation radar to study bird movements and impact assessment. Wildlife Society Bulletin 27 (1): 44-52 Hedenström, A., Alerstam, T., Green, M. & Gudmundsson, G.A. 2002. Adaptive variation of airspeed in relation to wind, altitude and climb rate by migrating birds in the Artic. Behavioural Ecology and Socio-biology 52: 308-317 Kahlert, J, Petersen, I. K., Fox, A. D., Desholm, M. & Clausager, I. 2004. Investigations of birds during construction and operation of Nysted offshore wind farm at Rødsand. Annual status report 2003. NERI report. Kalø, Denmark: National Environmental research Institute. 82 p. Konrad, T.G., Hicks, J.J. & Dobson, E.B. 1968. Radar Characteristics of birds in flight. Science 159: 247-280 Korschgen, C.E., Green, W.L., Klock, W.L. & Hibbard, E.A. 1984. Use ofradar with a stationary antenna to estimate birds in a low-level fligt corridor. Journal for Field Ornithologie 55: 369-375 Krijgsveld, K.L., Lensink, R., Schekkerman, H., Wiersma, P., Poot, M.J.M., Meesters, E.H.W.G. & Dirksen, S. 2005. Baseline studies North Sea wind farms: fluxes, flight paths and altitudes of flying birds 2003-2004. Report 05-041. Bureau Waardenburg, Culemborg. 192 p. Lack, D. & Varley, G.C. 1945. Detection of birds by radar. Nature 156: 446-446 Lack, D. 1960. Migration across the North Sea studied by radar. Part 2. The spring departure 1956-1959. Ibis 102: 26-55 Lack, D. 1963. Migration across the Southern North Sea studie byradar, part 4. Autumn. Ibis 105: 1-54.

34

Louette, M. 1971. Radargegevens over de herfsttrek in 1969 en 1970 over N.W.België (Trekrichting). De Wielewaal 37: 345-350. Nisbet, I.C.T. 1963. Quantitative study of migration with 23 centimetre radar. Ibis 105: 435-460 Pettersson, J. 2005. The impact of offshore wind farms on bird life in Southern Kalar Sound, Sweden. 124p. Rabøl, J., Noer, H. & Danielsen, R. 1970. Bird migration observed by radar in Denmark October 1968 to September 1969. Dansk Ornitologisk Forenings Tidsskrift 65: 1-11 Russel, K.R. & Gauthreaux, S.A. 1998. Use of weather radar to characterize movements of roosting purple martins. Wildlife Society Bulletin 26(1): 5-16 Schweizerische Vogelwarte. 1996. Instructions to count nocturnal bird migration by watching the full moon. Leaflet, Sempach. Skov, H. Durinck, J., Leopold, M.F. & Tasker, M.L. 1995. Important birdareas for seabirds in the North Sea. Birdlife International, Cambridge. Stevens, G.R., Rogue, J., Weber, R. & Clark, L. 2000. Evaluation of a radar-activated, demand-performance bird hazing system. International biodeterioration & biodegradation 45: 129-137 Van Gasteren, H., van Belle, J. & Buurma, L.S. 2002. Kwantificering van vogelbewegingen langs de kust bij Ijmuiden: een radarstudie. Koninklijke Luchtmacht, Afdeling Ondersteunende Operaties: Den Haag, Netherlands. 117 pp. Williams, T.C., Williams, J.M., Williams, P.G. & Stokstad, P. 2001. Bird migration through a mountain pass studied with high resolution radar, ceilometers, and census. Auk 118(2): 389-403 Winkelman, J.E. 1989. Vogels en het windpark nabij Urk (NOP): aanvaringsslachtoffers en verstoring van pleisterende eenden, ganzen en zwanen. RIN-rapport 89/15. Rijksinstituut voor Natuurbeheer, Arnhem. Winkelman, J. E. 1992a. De invloed van de Sep-proefwindcentrale te Oosterbierum (Fr.) op vogels, 1: aanvaringsslachtoffers. RIN-rapport 92/2. Instituut voor Bos- en Natuuronderzoek (IBN-DLO), Arnhem. Winkelman, J. E. 1992b. De invloed van de Sep-proefwindcentrale te Oosterbierum (Fr.) op vogels, 2: nachtelijke aanvaringskansen. RIN-rapport 92/3. Instituut voor Bos- en Natuuronderzoek (IBN-DLO), Arnhem. Winkelman, J. E. 1992c. De invloed van de Sep-proefwindcentrale te Oosterbierum (Fr.) op vogels, 3: aanvlieggedrag overdag. RIN-rapport 92/4. Instituut voor Bos- en Natuuronderzoek (IBN-DLO), Arnhem.

35

Winkelman, J. E. 1992d. De invloed van de Sep-proefwindcentrale te Oosterbierum (Fr.) op vogels, 4: verstoringsonderzoek. RIN-rapport 92/5. Instituut voor Bos- en Natuuronderzoek (IBN-DLO), Arnhem. Zehnder, S., Liechti, F. & Bruderer, B. 2002. Is reverse migration a common feature of nocturnal bird migration? An analysis of radar data from Israel. Ardea 90: 325-334.

36

Bijlage 1: Overzichtstabel beschikbare radars in België

Radar

Type

Power

Frequentie*

Range

Semmerzake Oostende Radar Glons Meteoradars Belgica VTS

L-band S-band S-band C-band X-band -

100 kW 20 MW 250 kW 25 kW -

1-2 GHz** 2-4 GHz** 2-4 GHz** 5,6 GHz 9,41 GHz -

250 km 100 km 150 km 100 km 10 km 10 km

Ongeschikt wegens: Thorntonbank blind voor te lage buiten bereik onderste resolutie luchtlagen X X X X X X X X X X X

* Frequentie is niet hetzelfde als de “pulse repeat frequency” ** Exacte frequentie onbekend, maar ligt zeker tussen de opgegeven waarden. - Geen gegevens beschikbaar

37

Bijlage 2: Vergadering TNO en Nederlandse Luchtmacht TNO, Den Haag; Nederlandse Luchtmacht, De Haag; 4 oktober Verslag: Davy De Groote Aanwezigen KBIN: Walter Roggeman & Davy De Groote Aanwezigen TNO: Addy Borst; [email protected] (+31 (0) 70 374 0291)& Jan Kleijweg Aanwezigen RNLAF: Hans Van Gasteren; [email protected]

Inleiding: Op 4 oktober 2005 vond er een meeting plaats tussen het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) en de Nederlandse organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek (TNO). TNO heeft reeds meerdere jaren ervaring met vogelradars, dit in de eerste plaats om aanvaringen tussen vliegtuigen en vogels te verhinderen. In Nederland is er sinds kort een kennisconsortium WE@SEA opgericht waarin zo een 30 tal belanghebbenden vertegenwoordigd zijn (http://www.we-at-sea.org ) Binnen WE@SEA is gekeken naar naar het gebruik van radars voor windmolenparken op zee en er zijn proefwaarnemingen gebeurd met traditionele maritieme radars. Slechts bij en volkomen vlakke zee (die zelden voorkomt) kon men tot 5-8 km vogels detecteren. Als er golven zijn, nam het detectiebereik af tot zo een 500 meter. Dit komt door het feit dat de golven de signalen van de radar terugkaatsen en hierdoor teveel reflecties weergegeven worden op het radarscherm. Deze golfreflectie wordt ook wel seaclutter genoemd. WE@SEA heeft dan ook aan TNO opdracht gegeven voor het ontwikkelen van een seaclutter ongevoelige vogelradar, die wel in staat is om vogels te detecteren tot op 4-8 km.

Voormiddag : Addy Borst en Jan Kleijweg (TNO) geven twee PowerPoint presentaties. De eerste presentatie (zie bijlage 3) handelt over het ROBIN vogeldetectiesysteem. Het ROBIN systeem is ontwikkeld om aanvaringen tussen vliegtuigen en vogels te voorkomen. Het onderzoek startte in 1980. Sindsdien zijn er verschillende systemen operationeel geweest. Dankzij het ROBIN systeem werden de aanvaringen voor meer dan 50% gereduceerd. We krijgen een overzicht van de moelijkheden die een vogelradar met zich meebrengt. In tegensteling tot vliegtuigen zijn vogels kleine objecten. De vogelecho’s springen er dan ook niet uit en zitten in de data die normaal wordt uitgefilterd voor vliegtuigen op te sporen. TNO heeft algoritmen gemaakt die erin slagen om de vogelecho’s toch uit de ruis te halen, dit door de constante achtergrondruis en de ruis eigen aan een radar van de totale ruis af te trekken. Niet alleen de grootte van de vogel bepaald de grootte van de vogelecho, ook de richting waar de vogel naar toe vliegt heeft een grote invloed. In Nederland zijn 2 militaire radars uitgerust met het ROBIN systeem. We krijgen enkele mogelijkheden te zien. Eerst zien we een kaartje van Nederland met de range van de militaire radar. Dan krjgt men de mogelijkheid om verder in te zoomen op

38

stukken die je zelf wenst. Men kan het aantal tracks automatisch laten berekenen, in welke richting de vogels vliegen, de snelheid etc. De tweede presentatie (zie bijlage 4) handelt over de mariene radar voor vogeldetectie. Het voordeel van radar is dat deze onafhankelijk is van visuele condities zoals bv nacht, regen en mist. Bovendien kan het volledig automatsch lopen. Mariene radars zijn bovendien goedkoop. TNO heeft reeds verschillende modellen vogelradars gevalideerd. Hierin kunnen volgende modules geintegreerd worden: -

Robin vogeldetctiesysteem DECODO seaclutter filter Regenfilter Low cost navigatieradar Soortherkenning: meting vleugelslagfrequentie met FMCW (doppler radar)

Ook zal er door WE@SEA een Bird Migration Model Noordzee worden opgesteld. Dit is gebaseerd op het reeds bestaande Bird Avoidance model en zal door WE@SEA gepromoot worden voor internationale/EU toepassingen. Dit kan alleen verwezenlijkt worden door een integrale aanpak en het koppelen van: -

vogel detectie technieken Modellering Ecologie/ biologie / ornithologie

Met één vogelradar kan men aan vogeldetectie doen, maar dit kan gecombineerd worden met andere toepassingen die nuttig zijn voor windmolenparken. Met dezelfde radar kan men eveneens de golfhoogte, de windsnelheden en de stroming meten, olievlekken opsporen en intruderdetectie toepassen. Deze combinatie van applicaties kan de aankoop van een vogelradar extra verantwoorden. Voor vogeldetectie boven de Noordzee, treden er wel enkele problemen op. Er is de invloed van seaclutter. De detectiegevoeligheid neemt sterk af bij een normale “seastate”. Een seaclutter filter is dan ook keihard noodzakelijk. We krijgen enkele grafieken en figuren te zien wat de resultaten zijn van een seaclutter filter. TNO is in staat een dergelijke radar te ontwikkelen. Er zijn echter een hele hoop opties voor een vogelradar, welke eerst moeten beantwoord worden: -

-

Range vogelradar? Minimum en maximum hoogte bereik? Gevoeligheid van de radar / resolutie? Soortherkenning noodzakelijk (vleugelslagfrequentie met FMCW radar)? Welke informatie wens je te bekomen? - 2D positie? - 2D + Hoogte? - Dichtheden, aantalen, fluxen? - Soortherkenning? GIS info noodzakelijk? Realtime/ continue opnames? Datatransfer naar wal?

39

Indien we op deze vragen kunnen antwoorden, kan TNO meer info geven over deze specifieke vogelradar. Volgende zaken zitten alvast inbegrepen in de prijs indien men een vogelradar zou aankopen bij TNO: - hardware en software turnkey geleverd - training & opleinding in gebruik - documentatie, user manuals, operator manuals etc - één jaar garantie - telefonische helpdesk Rondleiding TNO: Na de twee presentaties kregen we een rondleiding bij TNO. We gingen een kijkje nemen hoe een computer uitgerust met ROBIN detectiesysteem eruit zag. Ook werden enkele voorbeelden getoond wat je allemaal kan doen met dit programma, oa: dichtheden meten, snelheden, aantallen tracks berekenen, inzoomen op bepaalde delen van Nederland, etc.

Namiddag: Hans Van Gasteren (RNLAF): In de namiddag brachten we een bezoek aan de Koninklijke Nederlandse Luchtmacht in Den Haag. Daar kregen we te zien wat de mogelijkheden zijn van het ROBIN systeem. Er werden analyses gemaakt van recente radarbeelden die opgenomen werden door de militaire radars. Voor een offshore windmolenpark zijn dergelijke radars niet geschikt wegens te grote resolutie en doordat door de grote afstand de onderste luchtlagen niet gescanned kunnen worden. Het ROBIN systeem (mits enkele vereenvoudigingen) kan echter ook aangesloten worden op een maritieme radar. Het systeem is gebruiksvriendelijk, al zal de persoon die het programma zal gebruiken toch een kleine opleiding moeten volgen. Deze opleiding zit echter inbegrepen in de prijs indien men een vogelradar aankoopt bij TNO.

Besluit: TNO is in staat een maritieme vogelradar te leveren, welke gebruik maakt van het ROBIN vogeldetectiesysteem en de DECODO filter. Deze sea-clutter filter is noodzakelijk vor het gebruik in de Noordzee, anders loopt het radarscherm al vlug vol met echo’s en is men niet meer in staat om er vogeltracks uit te halen. Dit werd weergegeven met enkele voorbeelden. Het is niet de bedoeling van TNO om een standaard vogelradar te maken, maar de bedoelig is om een vogelradar te maken welke specifiek voldoet aan de eisen die nodig zijn voor het onderzoek.

40

Bijlage 3: Vergadering TNO en Nederlandse Luchtmacht TNO, Den Haag; Nederlandse Luchtmacht, De Haag; 4 oktober

Presentatie ROBIN vogeldetectiesysteem

41

Bijlage 4: Vergadering TNO en Nederlandse Luchtmacht TNO, Den Haag; Nederlandse Luchtmacht, De Haag; 4 oktober

Presentatie maritieme vogelradars

42

Bijlage 5: Vergadering TNO BMM Brussel 12 januari 2006 Verslag: Davy De Groote Aanwezigen KBIN: Walter Roggeman en Davy De Groote Aanwezigen BMM: Thierry Jacques, Jan Haelters, Noémie Laumont, Marisa Di Marcantonio en Bob Rumes Aanwezigen TNO: Addy Borst; [email protected] (+31 (0) 70 374 0291)

1.Inleiding Op 12 januari 2006 vond er een vergadering plaats tussen het KBIN en TNO. TNO demonstreerde aan de hand van een presentatie welke vogelradars ze binnen korte tijd kunnen ontwikkelen, wat de kostprijs is en wat de mogelijkheden zijn van het systeem. Eerst werd een algemene presentatie gegeven over vogelradars. 2.Militair gebruik van vogelradars De ontwikkeling van vogelradars in Nederland startte op initiatief van de luchtmacht. Aanvaringen tussen vogels en militaire vliegtuigen kostte de Nederlandse Luchtmacht veel geld en dus werd er gezocht naar systemen die de vogeltrek konden opsporen en localiseren. De eerste vogelradars werden meer dan 25 jaar geleden ontwikkeld. De technieken worden steeds beter en tegenwoordig kan de Nederlandse luchtmacht met 2 radars het ganse Nederlandse luchtruim afspeuren naar (hoge) vogeltrek. Ook de Belgische luchtmacht heeft interesse in dit systeem en onlangs werd in Glons (provincie Luik) de laatste nieuwe vogelradar geïnstalleerd, gelijkaardig aan deze van de Nederlandse luchtmacht (en ontwikkeld door TNO). 3.Het ontwikkelen van een vogelradar voor windmolenparken door TNO TNO werd door WE@Sea (een consortium van belanghebbenden voor productie van windenergie op zee in Nederland) benaderd voor het ontwikkelen van een goedkope maritieme vogelradar voor het opsporen van vogeltrek in de omgeving van windmolenparken. De radars die de Nederlandse Luchtmacht gebruikt zijn hiervoor niet geschikt. Deze laatste scannen vooral naar vogeltrek boven de duizend meter hoogte, terwijl voor een inschatting van de impact op vogels door windmolens de onderste luchtlagen van belang zijn. Bovendien zijn deze militaire radars veel te duur. De Kennis van zaken om aan vogeldetectie te doen d.m.v. radar is aanwezig bij TNO. Wanneer men deze toepast op maritieme radars in plaats van op militaire radars, dan blijkt deze goed te werken. Echter, wanneer men deze toepassingen gebruikt boven zee, dan krijgt men al vlug radarverstoringen door de golven, “seaclutter” genaamd (een recent rapport van Bureau Waardenburg beschrijft dit probleem uitvoerig). TNO heeft een systeem ontwikkeld die deze seaclutter kan wegfilteren, zonder dat de vogelecho’s verdwijnen. Bij goed weer is deze radar in staat om kleine vogels te detecteren tot 4 km afstand, terwijl grotere vogels tot 8 km kunnen worden gedetecteerd. Zonder deze filter is het detectiebereik van deze radar bij windkracht 4

43

al teruggelopen tot resp. 500 meter en 1 km. Met deze filter loopt het bereik alweer op tot ongeveer 6 km. Maar bij hevig stormweer zal ondanks de filter, het detectiebereik héél klein zijn. De detectie van een vogel door middel van een radar hangt af van de RCS (Radar Cross Section). Dit is een maat die weergeeft wat de detectiemogelijkheden zijn van een voorwerp door een radar. Radars worden ontwikkeld voor detectie van grote objecten. Zo is de RCS van een vliegtuig 1-20 m2. Bij een vogel is de RCS stukken kleiner, namelijk 0,0001 – 0,01 m2. Dit maakt dat de echo’s van vogels eigenlijk te vinden zijn in de ruis van een radar. Om vogelecho’s terug te vinden, moet men kunnen beschikken over de onbewerkte data van een radar, en deze bewerken. TNO heeft reeds meer dan 25 jaar ervaring op dat vlak en is in staat de vogelecho’s eruit te halen. De RCS is niet alleen afhankelijk van de grootte van het object, dit is ook afhankelijk van de radarfrequentie en van de aanstraling. Vogels die in de zijkant worden aangestraald zijn veel beter opspoorbaar dan vogels die worden aangestraald op hun kop of op de staart. Het systeem ontwikkeld door TNO kan in feite opgedeeld worden in 2 systemen. Het registratiesysteem en het presentatiesysteem. Het registratie systeem staat bij de radar zelf in het windmolenpark (bv. op platform). De gegevens worden voorbewerkt en worden dan via kabel doorgestuurd naar het vasteland. Daar bevindt zich het presentatiesysteem. Hierop kan men de vogeltracks visualiseren en bewerkingen doen om er de nodige interpretaties aan te geven. De mogelijkheid bestaat ook om de radar op een schip te bevestigen, maar dat maakt de zaken nog moeilijker. Men moet dan al corrigeren voor de “heading” van het schip. De deining van de golven zou geen extra golfclutter veroorzaken. De radar kan eventueel ook achteraf nog verplaatst worden van de ene vaste positie van een windpark naar een andere. Het is noodzakelijk dat de nodige datakabels voorzien worden (TCP/IP network) bij de aanleg van het park. Het detectiesysteem werkt op een Linux besturingssysteem. De persoon die de radar moet bedienen heeft een opleiding nodig bij TNO (4 dagen zouden volstaan). Verder dient die persoon de nodige kennis te hebben over de ecologie van vogels. Het bedienen van de radar hoeft geen full-time job in te houden. Het verzamelen van gegevens kan vooral beperkt worden tot de belangrijkste momenten, meer bepaald tijdens periodes van intense trek, en bij bepaalde weersomstandigheden. Het grootste werk is echter het interpreteren van de gegevens om de invloed van windmolens op vogeltrek te kunnen inschatten. Het systeem is gemakkelijk onderhoudbaar. De gebruiker kan geen wijzigingen aanbrengen in de software, maar kan uiteraard wel wijzigingen aanbrengen in het presentatie systeem (filter aanpassen, gebieden selecteren, richtingen berekenen etc). Er is een “remote login for diagnostics” voorzien. Hierbij kan men op afstand zien wat er verkeerd loopt. De regel is echter dat het systeem 1 jaar moet draaien zonder ook maar enige tussenkomst. Bij problemen is TNO het aanspreekpunt voor het hele systeem. TNO zou het volgende pakket kunnen aanleveren: - turn-key principe (systeem volledig geïnstalleerd) - training – instructie - lifetime support

44

- helpdesk functie - complete documentatie - opslag reserve onderdelen De kostprijs zou iets boven de 100.000€ liggen. Eventueel zou in de toekomst een samenwerking kunnen uitgebouwd worden tussen Eurobam/BMM (Bird Migration Model Noordzee & Waddenzee) en het KBIN voor het ontwikkelen van een Bird Migration Model, waarbij aan de hand van weersomstandigheden en tijdstip en periode een voorspelling van de intensiteit van trek kan voorspeld worden. 4.Mogelijk gebruik van de radar op windparken in Belgische wateren Naast het gebruik van de radar voor vogeldetectie, zou men de radar ook nog kunnen gebruiken voor andere toepassingen. Dit kan ertoe leiden dat verschillende instanties baat hebben bij de radar (kosten delen). Door de aankoop van één radar in plaats van de aankoop van verschillende instrumenten voor iedere afzonderlijke kan men bovendien geld uitsparen. Toepassingen die met de radar kunnen worden gemeten: stroomrichting, stroomsnelheid, windrichting, opsporen olievlekken, reliëf bepalen sediment, intruders detectie etc. Tijdens de bijeenkomst werden tenslotte een aantal mogelijke locaties voor de plaatsing van een vogelradar in het windpark op de Thorntonbank besproken. Een eventuele plaatsing moet met C-Power besproken worden, en er moet tijdens de bouw van het park rekening gehouden worden met de vereisten voor een datalink. 5.Afspraken voor nabije toekomst TNO is aan een contract gebonden om tegen eind 2006 een operationele vogelradar af te leveren. In de zomer van 2006 zal het KBIN door TNO uitgenodigd worden om een demonstratie bij te wonen (TNO in samenwerking met Bureau Waardenburg), vermoedelijk op het strand nabij Den Haag. In afspraak zal Jan Haelters (KBIN) als toekomstig contactpersoon optreden voor TNO.

45

Bijlage 6: Vergadering Bureau Waardenburg BUWA Culemborg: 5 januari 2006 Verslag: Davy De Groote Aanwezigen KBIN: Davy De Groote Aanwezigen BUWA: Sjoerd Dirksen; [email protected]; Tel: +31 345-512710

Inleiding: Op 5 januari 2006 vond er een bijeenkomst plaats tussen Bureau Waardenburg (BUWA) en het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN). Het doel van deze bijeenkomst was tweeledig: 1. Bespreking van de resultaten van het radaronderzoek dat BUWA gedurende 2 jaar heeft uitgevoerd op Meetpost Noordwijk met een Detect radar. 2. Nagaan of BUWA ingeschakeld kan worden in de vogelmonitoring in het windmolenpark op de Thorntonbank. Bureau Waardenburg bestaat iets meer dan 25 jaar. Ze verrichten onderzoek en geven advies op vlak van ecologie en milieu. Ook op het vlak van vogelonderzoek met betrekking tot windmolenparken hebben ze de nodige ervaring opgebouwd. Dit heeft vooral betrekking op windmolens gebouwd op het land, maar de laatste jaren voeren ze ook onderzoek naar windmolen in offshore gebieden. In het najaar van 2003 is het onderzoek gestart naar de effecten op vogels in kader van het Near Shore Windpark. Vanaf Meetpost Noordwijk is men gestart met radar- en veldwaarnemingen. Resultaten Meetpost Noordwijk: Hierna volgt een bespreking over de resultaten van BUWA. Details kan men terugvinden in het door BUWA gepubliceerde rapport: Krijgsveld, K.L., R. Lensink, H. Schekkerman, P. Wiersma, M.J.M. Poot, E.H.W.G. Meesters & S. Dirksen, 2005. Baseline studies North Sea wind farms: fluxes, flight paths and altitudes of flying birds 2003-2004. Report 05-041, Bureau Waardenburg, Culemborg. Op meetpost Noordwijk is een geautomatiseerd radarsysteem geplaatst bestaande uit twee scheepsradars (horizontale S-band radar en verticale X-band radar) die met de bijhorende hard- en software automatisch vogelecho’s registreert. Dit systeem dat de naam Merlin meekreeg, is ontwikkeld door Detect, een bedrijf uit Panama City, Florida, USA (http://www.detect-inc.com ). Een radar draait in het horizontale vlak en legt zo het ruimtelijk patroon van de vliegroutes vast terwijl de andere radar draait in het verticale vlak. Deze laatste legt informatie vast over de vlieghoogtes van de vogels.

46

De radar draaide 24 uur per dag, dit een heel jaar door van oktober 2003 tot november 2004. De vogelecho’s gedetecteerd door het automatische registratiesysteem werden opgeslagen in een databank. De golfreflectie was echter een groot probleem. BUWA heeft dan een aantal statistici aan het werk gesteld om software te ontwikkelen die deze reflectie teniet zou doen. Niettegenstaande BUWA in staat was een groot deel (>90%) van die golfreflectie te verwijderen, bleef er nog tamelijk wat golfreflectie over in de dataset, vooral in deze van de horizontale radar. Dit resulteerde o.a. in feit dat een vogeltrack in de dataset werd gesplit in verschillende identiteiten. Voor toekomstig onderzoek moet de golfreflectiefilter en vogeltrack herkenning nog aanzienlijk verbeteren om tot een betere dataset te komen. BUWA stelt voor om de aankoop van een radar door het KBIN zo lang mogelijk uit te stellen. De technologie gaat immers heel snel en in verschillende landen (Duitsland, Verenigd Koninkrijk en Verenigde Staten) is men bezig met het ontwikkelen van soften hardware om vogeltracks automatisch te kunnen detecteren. Voorlopig zit men echter nog in de beginfase en het zal waarschijnlijk nog enkele jaren duren vooraleer deze technieken op punt staan. Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) is op zijn beurt bezig met het ontwikkelen van een systeem voor het vaststellen van aanvaringen (zie bijlage 7). Het werkt met een microfoon. Wanneer er een aanvaring tussen een vogel en een windmolen plaatsgrijpt, dan zal het systeem (WT Bird) de gegevens opslaan, dit aan de hand van een IR camera die dan enkele seconden voor en enkele seconden na de inslag videobeelden opslaat. Aan de hand van deze beelden kan men dan zien over welke soorten het gaat. Dit systeem staat echter nog niet op punt. Bovendien moet het nog volop getest worden op grotere windmolens (offshore windmolens) en er is (vooralsnog) geen garantie dat het systeem goed zal werken. Inschakelen van BUWA in vogelmonitoring op de Thorntonbank: BUWA is zeker geïnteresseerd in het uitvoeren van het project rond vogels op de Thorntonbank. Het budget voorzien in de MEB laat echter niet toe dat BUWA 5 jaar aan een stuk het project uitvoert. Wel zijn ze van mening dat met het budget wel degelijk goed onderzoek kan gevoerd worden voor een periode van 2-3 jaar. Het onderzoek zou dan ingevuld worden door veldwerkt uit te voeren dat zich richt op het vlieggedrag van trekvogels en lokale vogels in reactie op het windmolenpark. Het ontwijkingsgedrag zou onderzocht worden in relatie tot de soort, het seizoen, dag en nacht, het weer etc. De toepassing is dan tweeërlei: het leidt tot een beschrijving van de effecten van het windmolenpark en het leidt tot de kennis die gebruikt kan worden om andere windmolenparken beter te plaatsen en/of in te richten.

Zelfs indien BUWA het project zou uitvoeren, dan nog zal men waarschijnlijk moeten overgaan tot de aankoop van een radar. Afhankelijk van andere projecten die BUWA uitvoert bestaat er een kans dat ze hun eigen radar zouden kunnen gebruiken, maar dit is niet zeker. Bovendien zal die radar het vaakst gebruikt worden in de piekperiodes van zeevogelmigratie waardoor de radar in deze interessante periodes minder vaak beschikbaar zou zijn. Voor BUWA maakt het niet veel uit welk type radar met bijhorende software men aanschaft. Echter, hoe minder het systeem op punt staat om automatisch vogelecho’s te registreren en de onnodige echo’s eruit te filteren, hoe

47

meer men de data nog zal moeten nabewerken. Dit heeft natuurlijk een grote invloed op de kostprijs. Ze stellen daarom voor om de radar pas aan te kopen op het moment dat het echt noodzakelijk is, omdat de technologie vrij snel evolueert en de software en hardware steeds beter wordt. Bovendien prefereren ze om vanop een vast platform radarwaarnemingen te verrichten. Ze hebben reeds verschillende metingen gedaan met radars bevestigd op een schip (Dirksen et al., 2005), maar de golven veroorzaken nog meer clutter dan indien de radar bevestigd is op een platform. Bovendien ligt een schip niet steeds in dezelfde positie wat bijkomende moeilijkheden met zich meebrengt voor de oriëntatie van de vogelecho’s.

48

Bijlage 7: Vergadering Bureau Waardenburg BUWA Culemborg: 5 januari 2006

Paper ECN: Bird collision recording for offshore wind farms

49