Metingen online 

Bestaande betrouwbare weerstations, zoals deze van het KMI, bevinden zich meestal in open en rurale omgevingen. Het netwerk van VLINDER bestaat uit meetlocaties in weinig onderzochte omgevingen zoals binnensteden of bossen. Waarom was het belangrijk om extra meetpunten in Vlaanderen en Brussel te realiseren? 

Professor Steven Caluwaerts: “Puur wetenschappelijk is het voor ons interessant om meetgegevens te vergelijken die in uiteenlopende omgevingen zijn opgemeten zoals binnensteden, industriële gebieden, havens, bossen of duingebied. Landgebruik, dus de afwisseling van bebouwing en groen heeft een invloed op onze atmosfeer. Een beter begrip van die interactie is wetenschappelijk van belang, zeker nu onze atmosferische modellen aan steeds hogere resoluties doorgerekend worden. VLINDER had oorspronkelijk, bij de lancering van het project in 2019, de ambitie om in Vlaanderen en Brussel 50 identieke, automatische weerstations uit te rollen in uiteenlopende omgevingen. Dat zijn er uiteindelijk 70 geworden. Voor ons als onderzoekers is het onbegonnen werk om dit op grote schaal zelf te organiseren. Daarom was een citizen-scienceproject samen met de scholen voor ons de oplossing.”

Wim Van Buggenhout: “Als leerkracht aardrijkskunde zag ik meteen de kracht van dit project voor onze leerlingen van het vijfde jaar Industriële Wetenschappen omdat de studenten met echte wetenschappelijke data aan de slag kunnen. Ze toetsen hun theoretische kennis aan real life data en dat heeft een belangrijke invloed op hun motivatie. Ze ervaren bovendien hoe je een wetenschappelijke methode kan toepassen. Via het project bereiden we hen voor op hun geïntegreerde proef, die ook vakoverschrijdend is. De meteorologische sensoren van het VLINDER-meetstation meten temperatuur, relatieve vochtigheid, wind en neerslag. De communicatie loopt langs de nieuwste Internet of Things (IoT) technologie. De stroom wordt geleverd door een zonnepaneel met batterijsysteem. Een microcontroller van het Arduinotype stuurt het meetstation aan. Is het VLINDER-weerstation operationeel, dan zijn de metingen online te volgen. Voor onze leerlingen is dat een eyeopener.”

Weerstation in de vijver

Leerlingen van de deelnemende scholen zochten geschikte locaties, bouwden zelf de weerstations en analyseerden metingen. In welke mate was en is het een meerwaarde om leerlingen van A tot Z bij het hele proces te betrekken? 

Professor Steven Caluwaerts: “Wij vinden dat een echte must, het vergroot de motivatie en het engagement van alle betrokken partijen en zorgt voor een lagere drempel ten opzichte van wetenschap en wetenschappers. Zo organiseerden we bij de start van het project demonamiddagen voor leerkrachten, ze konden er zelf weerstations leren bouwen. Wij als wetenschappers kregen tijdens deze sessies een gezicht wat de communicatie achteraf dan weer makkelijker maakte. De bouw van de weerstations in de scholen liep vlot en we waren zo snel operationeel.” 

Wim Van Buggenhout: “Wij voegden er als school een extra uitdaging aan toe. We zouden één van onze weerstations plaatsen in het midden van een kleine vijver. Waar we oorspronkelijk dachten dat er slechts een paar leerlingen kandidaat zouden zijn om deze plaatsing na school te doen, daagde toch de hele klas op. We maakten aparte teams die elk een taak kregen, inclusief het filmen van de hele operatie. Ik ben ervan overtuigd dat veel leerlingen mijn leerstof wiskunde, fysica of elektriciteit op termijn zullen vergeten maar het plaatsen van dat weerstation, dat blijft in hun geheugen gegrift, zeker weten.”

Hittestress

Leerlingen gingen en gaan zelf met de data aan de slag en doen onderzoek. Welke concrete onderzoeksvragen proberen ze te beantwoorden en welke resultaten zijn ook relevant voor de klimaatwetenschappers?

Wim Van Buggenhout: “Onze leerlingen van het vijfde jaar die het afgelopen jaar met het VLINDER-project aan de slag gingen, wij noemen dat binnen de school de Grote VLINDER, probeerden eerst het theoretisch onderdeel onder de knie te krijgen, daarna volgden ze de metingen op en genereerden ze enorm veel grafieken. Ze vergeleken de data van meetstations en probeerden antwoorden te krijgen op vragen zoals: Wat is de invloed van een stad of dorp of de nabijheid van water op het weer? Hoe loopt de temperatuur op in een industriële setting, in ons geval op het industrieterrein in Londerzeel?” 

Professor Steven Caluwaerts: ”Op basis van de meteorologische data proberen wij als onderzoekers meer inzicht te krijgen in de rol van de omgeving op het weer. De nieuwe data, die trouwens online beschikbaar zijn, vullen in feite een hiaat in onze wetenschappelijke kennis op. We proberen na te gaan hoe groot het stedelijk hitte-eiland in Vlaanderen is en we hebben nu bijvoorbeeld concrete data over de hittestress in de zomer van 2020, op verschillende locaties. Ook internationaal is er belangstelling voor ons citizen-scienceproject. In de Bulletin of the American Meteorological Society verscheen recent een artikel over VLINDER waarin de mogelijkheden van het netwerk geïllustreerd zijn aan de hand van metingen op een hittegolfdag met een zeebries. Anderzijds heeft ons project, net omdat het zo’n doorgedreven IoT (Internet of Things) project is ook de belangstelling gegenereerd van het bedrijfsleven, net omdat we met real time data aan de slag gaan. Nog een troef voor de leerlingen.”

Community building

Het opzetten van een dergelijk project is tijdsintensief voor alle betrokkenen, wellicht loopt er zelfs af en toe iets fout? 

Professor Steven Caluwaerts: ”Oh ja, dat gaat van bladeren in de pluviometer tot de batterijen voor de datacommunicatie, aangedreven op zonne-energie, die het op een grijze, donkere winterdag toch laten afweten. Als het dan om het meetstation in de tuin van de koning in Brussel gaat, dan kan je niet zo meteen een oplossing bedenken. Het voordeel is wel dat we zo’n gedreven partners hebben, de leerlingen, de scholen en de partners van de projecten. Die partners, zowel steden, gemeenten als natuurverenigingen of service clubs dragen het project in belangrijke mate.”

Wim Van Buggenhout: ”In ons geval gaat dat bijvoorbeeld om de gemeente Londerzeel of het industriepark maar ook de landbouwers zijn betrokken. Zo doen we via onze school en het project ook aan community building en kunnen we als school naar buiten komen met een multidisciplinair project en met wetenschappelijke resultaten.”

Meerwaarde

Hoe zien jullie de toekomst van het VLINDER-project?

Professor Steven Caluwaerts: ”Wij zijn als wetenschappers opgetogen over de draagwijdte die het project heeft aangenomen, over de impact die we nu dag na dag kunnen realiseren. De data zijn online beschikbaar, de lesconcepten zijn uitgewerkt, de drempel tussen wetenschappers en leerkrachten is verlaagd. Het onderwijsveld is mee aan boord. Het automatisch netwerk van meetstations in uiteenlopende landschappen is bovendien ook interessant voor andere onderzoekdomeinen. De modulaire opbouw van de VLINDER-stations laat ons toe om het netwerk later uit te breiden met andere sensoren voor de real-time monitoring en meting van andere parameters zoals luchtvervuiling en lichtpollutie. Volgens mij mag de science in citizen-scienceprojecten niet over het hoofd worden gezien, ook al duurt het soms wat langer voor wetenschappelijke resultaten beschikbaar zijn, voor mij is het essentieel dat de science, de resultaten ook terug tot bij de citizens geraken.”

Wim Van Buggenhout: ”Wij blijven in ieder geval met onze school, het GTI Londerzeel, inzetten op het VLINDER-project, het is een meerwaarde voor onze opleiding. Wij hebben er trouwens een Kleine VLINDER aan toegevoegd. Eens de leerlingen de wetenschappelijke onderzoeksmethode via hun werk aan de Grote VLINDER onder de knie hebben, kunnen ze met Kleine VLINDER aan de slag. In groepjes van twee printen ze met een 3D-printer een meettoestel om de CO2- en VOC- (vluchtige organische stoffen) waarden in het binnenklimaat van ons oude gebouw en onze nieuwbouw te meten, te analyseren en te vergelijken. Relevanter en actueler dan ooit!” 

Professor Steven Caluwaerts: ”Ik wens tot slot echt te beklemtonen dat zonder de inzet van leerlingen, leerkrachten, directies en partners een project als VLINDER onhaalbaar is. De beperkte duur van de overheidsfinanciering van citizen-scienceprojecten zoals ons VLINDER-project is in die zin een aandachtspunt, ik pleit voor de mogelijkheid tot verlenging van de financiering van goed functionerende citizen-scienceprojecten. In ons geval zou het zelfs lonen om een doctoraatsstudie op het project te laten aansluiten. Het is waardevol dat Scivil, als kenniscentrum, de wetenschappelijke waarde van citizen-scienceprojecten in Vlaanderen telkens benadrukt.”