Lekkend de lucht in

Dit jaar viel Koninginnedag op een zondag. Zo kwam het dat de 19.316 inwoners van het aardige plaatsje Hendrik-Ido-Ambacht (60 kilometer ten zuiden van Amsterdam) al op 29 april aubades brachten, koek hapten, zakkeliepen en ballonnen oplieten. De ballonnen waren dit jaar verzorgd door makelaardij Delta van makelaar J. Wisse. 't Had Wisse leuk geleken er een wedstrijd van te maken en dus ballonnen uit te reiken met een kaartje eraan waarop kinderen en dergelijke hun naam en adres moesten schrijven. De eigenaar van de ballon die van de verste plaats werd teruggemeld zou dan de winnaar zijn.

's Ochtends om vijf uur al was de ploeg van Wisse met vullen begonnen en om half tien kregen de 1500 bijeengedreven kinderen bevel de uitgereikte ballonnen weer los te laten. Een kalme oost-tot-noordoosten wind dreef het zaakje, langs de sobere toren van de hervormde kerk met zijn eenbeukige schip en koor uit ca 1500, in de richting van de kust. Misschien dat ze Engeland halen, zal een enkele ouder gezegd hebben. De meesten hadden daar weinig vertrouwen in.

In de loop van mei kwamen de terugmeldingen. Inderdaad arriveerden er kaartjes uit de omgeving van Spijkenisse, Hoogvliet en Oud-Beierland. Maar het stond in geen verhouding tot de kaartjes die terugkeerden uit streken die ver ten noordoosten van Hendrik-Ido-Ambacht liggen: Twente, Noord-Duitsland en de voormalige DDR. Zelfs was er een brief uit het dorpje Jerzwald in noordoost Polen. De ontvanger van de brief was natuurlijk de winnaar van de Gelderse rookworst of wat er verder aan prijzen was. Het nieuwe tijdschrift Weer & klimaat (nulnummer, oktober 1995) dat de wedstrijd behandelt, doet daarover geen mededelingen.

Vast staat dat de hoofdprijs niet voetstoots is uitgereikt. Makelaar Wisse vond 'Polen' als eindbestemming van zijn alledaagse ballonnetjes toch wel erg kras. Ook Hendrik-Ido-Ambacht kent zijn grappenmakers en fraudeurs. Na rijp beraad vroeg hij hoofdmeteoroloog Jacob Kuiper van het KNMI uit te zoeken hoe waarschijnlijk het was dat Hendrik-Ido-Ambachter ballonnen in Polen neerstreken.

Een goede greep. Kuiper is, zoals hij zelf zegt, min of meer bezeten van ballonnen en met plezier zette hij zich aan het werk. Hij vroeg de tweehonderd teruggestuurde kaartjes op, nam er een goede atlas bij en bracht de coördinaten van de terugmeldingen in zijn computer. De uitdraai liet zien dat bijna alle terugmeldingen kwamen van plaatsen op een rechte lijn die door Hendrik-Ido naar het oost-noordoosten liep. Maar daaronder waren er ook die ten westen van Ido lagen.

Reconstructie van het weer van 29 april en de twee dagen erna gaf meer helderheid. Inderdaad stond er op 29 april aan de grond een oost tot noordoosten wind die de ballonnen naar het westen dreef. Ballonnen met onvoldoende stijgkracht zijn door deze wind in Spijkenisse en omgeving afgezet. Maar de bulk van de luchtscheepjes onttrok zich aan de kwade wind, raakte boven 600 meter in een zuidoost-tot-zuidelijke stroming en boven de 1500 meter zelfs in een zuidwestelijke. Buiten het zicht van de juichende menigte zeilden zij na een paar uur opnieuw over de sobere toren en het eenbeukige schip van de hervormde kerk, maar nu in omgekeerde richting.

Met een KNMI-computerprogramma en gegevens uit het Europese weercomputercentrum in Reading slaagt Kuiper erin aannemelijk te maken dat de Ido-ballonnen over de DDR en Polen moesten komen als ze op een hoogte tussen 1000 en 2000 meter hadden gezweefd. Hoe waarschijnlijk het is dàt ze op die hoogte bleven hangen laat hij in het midden.

Hier lag dus nog een taak voor het AW-rekencentrum. In eerdere AW-afleveringen (29 april '93 en 2 juni '94) is op grond van ruwe proeven geschat dat de overdruk die blazend in ballonnen wordt bereikt in de buurt ligt van de 0,1 bar. In absolute zin is de druk dan 1,1 bar. Omdat het een belangrijk gegeven is, is deze week geprobeerd die oude schatting te preciseren. Dat bleek mogelijk omdat wat HBS-gecijfer à la Boyle-Gay Lussac duidelijk maakte dat een opgeblazen bolle ballon met een diameter van 22 centimeter (dus een volume van 5,5 liter) in volle toestand 0,7 gram meer weegt dan in lege toestand, als de overdruk inderdaad 0,1 bar is. Dat verschil is met een gevoelige balans rechtstreeks te meten! Het meest komen daarvoor veerbalansen met een bereik van 5 of 10 gram in aanmerking. Die zijn te koop in hasj- en messenwinkels en bij de Gebroeders Winter maar kosten tachtig gulden. Het apparaatje van de foto is beduidend goedkoper. Op grond van nieuwe inzichten is de aannemelijke overdruk bijgesteld tot 0,08 bar.

Dat de orde van grootte goed is blijkt ook uit het feit dat makelaar J. Wisse zijn 1500 ballonnen wist te vullen uit maar één heliumfles en 'een beetje' (zeg: tien procent) van een tweede. Fabrikant Hoek Loos meldt dat de bedoelde flessen in volle toestand 50 liter helium van 200 bar bevatten. In totaal is dus gebruikt: 55 liter van 200 bar ofwel 10200 liter van 1,08 bar. Per ballon bijna zeven liter, of een diameter van 23,5 centimeter. Een heel aannemelijk getal.

Per ballon is 1,3 gram helium aangebracht, rekent de HBS-er voor. Het leeggewicht van de ballonnen is onbekend maar 3 gram is daarvoor een redelijke schatting. Het aanhangende kaartje was van briefkaartformaat en zal toch minstens van 100 grams papier geweest zijn. Mèt touwtje wordt het gewicht op 2 gram geschat. De totale massa komt daarmee op 6,3 gram. Als het ballonvolume inderdaad 7 liter was, was de 'groepsdichtheid' ongeveer 0,9 gram per liter. Op zeeniveau is de luchtdichtheid 1,23 en volgens Archimedes moest de ballon dus omhoog gaan tot hij een luchtlaag bereikte waarvan de dichtheid ook ongeveer 0,9 is.

Hoe hoog is dat? Hier moest het KNMI opnieuw te hulp snellen. Voorlichter Harry Geurts stuurde een tabel die voor de zogeheten standaard-atmosfeer aangeeft hoe druk en temperatuur met de hoogte afnemen. Aan de hand daarvan rekent men eenvoudig uit dat de ballonnen iets voorbij de tweeduizend meter aan hun plafond raken. Zo lijkt het allemaal dik in orde. Dat is gezichtsbedrog: waarom knappen die ballonnen niet op die hoogte, dat is de volgende vraag.