TU-onderzoeker loodst zeilers TeamNL door baai van Tokio

De zeilers van teamNL zijn gewend aan het wijde en open water van de Noordzee bij Scheveningen of het IJsselmeer bij Medemblik. Maar zeilcoach Jaap Zielhuis weet dat het zeilen op de Olympische Spelen van Tokio een andere benadering vergt. “Wat goed werkt op het IJsselmeer, werkt niet in Japan”, aldus Zielhuis. “Het is erg moeilijk om van minuut tot minuut te voorspellen wat de wind gaat doen.” Hoe gaan de zeilers van TeamNL de Sagami-baai onder de knie krijgen?

Met toegepaste wetenschap en een supercomputer zou je kunnen zeggen. Dr. Sukanta Basu geeft onderwijs in atmosferische turbulentie aan de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen. En hij werkt al meer dan drie jaar samen met de Nederlandse zeilploeg. Die samenwerking is een activiteit van het Sports Engineering Institute van de TU Delft. In het verleden produceerde Basu gedetailleerde windkaarten voor elk uur dat de zeilers op het water bij Scheveningen trainden. Maar windkaarten maken voor de olympische zeilarena in de baai van Tokio is van een heel andere orde.

^{Kaart van de Sagami-baai. (Beeld: Google Maps)}

In tegenstelling tot de open Nederlandse wateren heeft de Sagami-baai, ten zuiden van Tokio, een uitdagende geologie. Opvallend is de alles-dominerende berg Fuji met een hoogte van 3.777 meter boven zeeniveau. De baai is diep waardoor er relatief grote verschillen optreden in de watertemperatuur. Middenin de baai ligt het eiland Oshima met een bergtop van 700 meter hoog. “Oshima staat erom bekend dat het benedenwinds meanderende windpatronen veroorzaakt”, aldus Basu. Benedenwinds is, vanuit de windrichting gezien, achter het eiland. 

Hij gebruikt het open-source onderzoeks- en voorspellingsprogramma WRF dat voor de gelegenheid draait op de SURFsara supercomputer.“Het is een complex meteorologisch model dat ik voor de Sagami-baai heb aangepast”, legt Basu uit. Hij gebruikt de weersgegevens van vandaag als basis voor gedetailleerde voorspellingen van morgen. De windpatronen worden iedere tien minuten opnieuw berekend.

^{Windkaart over de baai. (Beeld: Sukanta Basu)}

Een windkaart van een gebied van 170 bij 170 kilometer laat de complexiteit van de lokale windpatronen goed zien. Er waait een harde noorderwind van 15 tot 20 m/s (meter per seconde) over het westelijk deel van de baai. Maar 15 kilometer ten oosten van Oshima waait de wind uit de tegengestelde zuidoostelijke richting (ongeveer 10 m/s). Daartussen staat nauwelijks wind. Foto’s van de baai laten vaak vlekkerige windpatronen zien.

Momenteel draait Basu tests voor de olympische baai. Hij bewerkt de berekeningen van het WRF-model met kunstmatige intelligentietechnieken om het model verder te verfijnen. Tijdens de spelen zal Basu gedetailleerde kaarten produceren met windrichting, -snelheid en windpatronen voor iedere 10 minuten van de race. De zeilers krijgen de kaarten onder ogen vlak voordat ze het water op gaan.

Zeilcoach Zielhuis zegt blij te zijn met die informatie van het weermodel. “Het geeft onze zeilers een beter begrip van het weer. De informatie ondersteunt hun creativiteit en inzichten tijdens de race.”