11 فناوری که برای مطالعه و درک اقیانوس ها استفاده می شود

2020-11-252021-01-23 Sh1988

1. رادارهای با فرکانس بالا: HFR سرعت و جهت جریانهای سطح اقیانوس در نزدیکی ساحل ، از چند کیلومتر تا 200 کیلومتر را اندازه گیری می کند. دریایی. همچنین به تشخیص اشیا flo شناور در سطح دریا کمک می کند و بنابراین در عملیات جستجو و نجات بسیار مفید است.

فرستنده رادار یک سیگنال به دریا می فرستد و سطح آب دریا رسانا سیگنالی را برمی گرداند ، تغییر داپلر را اندازه گیری می کند و سرعت و جهت را می دهد.

این دستگاه ضد آب می تواند هر 15 دقیقه میدان فعلی ایجاد کند. این همچنین یک جز core اصلی وب سایت Sccoos است که شرایط محیطی را در ورودی بنادر لس آنجلس و لانگ بیچ نشان می دهد تا در ناوبری دریایی کمک کند.

به طور سنتی ، دستگاه های اندازه گیری جریان مستقیماً توسط عضو خدمه کشتی در آب قرار می گیرند تا سرعت جریان را بازیابی کنند. اما ، رادارهای HF منحصر به فرد هستند که پروفیل جریان منطقه بزرگ را همزمان با تمام جزئیات مورد نیاز اندازه گیری کنند ، که حتی ماهواره ها نیز قادر به انجام آن نیستند.

اعتبار تصویر: oceania.research.um.edu.mt

2. SeaGliders: Seaglider وسیله نقلیه مستقل زیر آب (AUV) یا گلایدر زیر آب است که برای اندازه گیری مداوم و طولانی مدت پارامترهای اقیانوس شناسی تهیه شده است. این خودرو به جای پروانه الکتریکی ، از تغییرات جزئی در شناور و بالها برای دستیابی به حرکت رو به جلو استفاده می کند. پیچ و رول سیستم با استفاده از بالاست قابل تنظیم (باتری خودرو) کنترل می شود.

این تجهیزات برای مأموریت هایی با مسافت هزاران مایل طراحی شده و ماه ها طول می کشد. این می تواند در عمق تا 1000 متر کار کند و هنگام غرق شدن بدنه ، فشرده شود و با فشار پذیری آب دریا مطابقت داشته باشد. آن را به صورت الگویی مانند دندان اره در آب حرکت می دهد و به طور منظم برای تعیین موقعیت خود با استفاده از GPS سطح می شود. سنسورهای داخلی هدایت ، عمق و نگرش خودرو را هنگام غواصی تعیین می کنند ، در حالی که سنسورهای خارجی آن اقیانوس را اسکن می کنند تا داده های اقیانوس شناسی را جمع آوری کند.

اعتبار تصویر: دانشگاه واشنگتن

3. تله متری حیوانات: تله متری حیوانات شامل حیوانات دریایی برای حمل برچسب های الکترونیکی است. این فناوری برچسب گذاری ما را قادر می سازد تا بدانیم که چگونه این حیوانات با اقیانوس تعامل دارند. این دانش برای درک اقیانوس وسیع و چالش های تغییر اقلیم و آلودگی محیط زیست دریایی مفید است.

این دستگاه از سال 1990 بر روی کوسه ها ، لاک پشت های دریایی ، مهرها ، نهنگ ها و غیره استفاده می شود. سنسورها حیوانات را ردیابی می کنند و داده های ارزشمندی را از غیرقابل دسترسی ترین مناطق اقیانوس که روش های مرسوم سنجش اقیانوس شناسی از نظر فنی یا اقتصادی غیرممکن است ، جمع آوری می کنند.

4. سیستم Buoy: Buoy یک سکوی شناور ابزار دقیق در دریا است که می تواند برای جمع آوری اطلاعات در مورد دریا و شرایط محیطی مورد استفاده قرار گیرد. شناور سطحی ، ایستگاه تله متری و ایستگاه Shore سازوکار آن را تشکیل می دهند.

شناور سطحی با استفاده از سنسورهای مختلف اطلاعاتی مانند دمای سطح دریا ، سرعت جریان ، رطوبت ، پارامترهای موج ، سرعت و جهت باد را جمع آوری می کند. داده ها از طریق ماهواره به ایستگاه های ساحلی ارسال می شوند ، که داده ها را تجزیه و تحلیل می کند و وضعیت دریا را برای آن منطقه خاص پیش بینی می کند. در مورد سیستم شناور تسونامی ، یک جز 4th 4 به نام ضبط فشار پایین (BPR) وجود دارد که در کف اقیانوس مستقر شده و مجهز به سنسور فشار است. سنسور فشار را در پایین اندازه گیری می کند و ارتفاع آب بالای کف دریا را پیش بینی می کند.

5. دریفت: با استفاده از این دستگاه ، اقیانوس شناسان می توانند جریانهای جهانی اقیانوس و اثرات آن را مطالعه كنند. با پیشرفت های اخیر ، دریفت ها الگوهای گردش اقیانوس ها را در زمان واقعی ارائه می دهند. دریچه “آب کم عمق” را می توان از یک کشتی یا هواپیما مستقر کرد. پس از شناور شدن ، فرستنده شروع به ارسال داده ها به ماهواره می کند ، که بیشتر آنها را به ایستگاه های دریافت کننده پردازش داده انتقال می دهد. حسگرهای دیگری برای دمای سطح ، باد ، رنگ اقیانوس ، فشار و شوری نیز ممکن است در دستگاه قرار بگیرند تا اطلاعات بیشتری از دریا دریافت کنند.

6. هیدروفون زیر آب: هیدروفون زیر آب برای تشخیص صدای زیر آب در اقیانوس طراحی شده است. این بر اساس اصل خاصیت خاص (پیزوالکتریسیته) سرامیک های خاصی است که در صورت تغییر فشار ، جریان الکتریکی کوچکی تولید می کند. هیدروفون هنگام قرار گرفتن در معرض صداهای زیر آب از هر جهت پخش می شود ، سیگنال های ولتاژ کوچک را در دامنه وسیعی از فرکانس ها تولید می کند. صدا در دریا را می توان با تقویت و ضبط این سیگنال های الکتریکی و استقرار چندین هیدروفون در یک آرایه دقیق تر اندازه گرفت. سنسور Hydrophone ابزاری اساسی برای چندین فناوری صوتی زیرآبی مانند Sonobuoys ، Hydrophones Cabled و Hydrophones Autonomous است.

تصویر: azosensors.com

7. Clod Cards: این ذوزنقه های یک شکل مکعبی یخی که از آلاباستر یا گچ پاریس تشکیل شده اند برای مطالعه الگوهای جریان زیر آب استفاده می شوند. با استفاده از غواصی ، ROV یا غواص ، کارتهای clod قبل از توزین در سایتهای از پیش تعیین شده مستقر می شوند. بعد از یک دوره زمانی مشخص (معمولاً 24-48 ساعت) از زمان ، اینها بازیابی ، خشک و دوباره وزن می شوند. وزن دقیق گچ پاریس که از هر کارت گم شده است را می توان تعیین کرد. بر این اساس می توان نتیجه گرفت که کلوخه هایی که وزن بیشتری از دست می دهند بیشتر از کسانی که وزن کمتری دارند در معرض جریان آب بیشتری قرار می گیرند. به همین ترتیب می توان از آنها برای اندازه گیری چندین پارامتر مهم دیگر از دریا استفاده کرد.

تصویر: accretinglife.wordpress.com و JF Lazarus

8. سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS): GIS یک سیستم رایانه ای برای ضبط ، ذخیره ، بررسی و نمایش داده های جغرافیایی است. با اطلاعات کافی کافی ، GIS می تواند یک اقیانوس مجازی در داخل کامپیوتر ایجاد کند. با کلیک بر روی ماوس ، GIS تصاویری از شکوفه های صخره های زیر آب و گیاهان و جانوران را در کف اقیانوس در هر مکان خاص در اقیانوس ارائه می دهد. فناوری های مدرن GIS از ورودی دیجیتال استفاده می کنند. معمولاً از برنامه CAD برای دیجیتالی کردن نقشه و نقشه نظرسنجی استفاده می شود.

تصویر: NOAA

9. SONAR: Sound Navigation and Ranging – SONAR یک فناوری است که از موج صدا برای یافتن و شناسایی اشیا در آب استفاده می کند. موج صدا از مزایای تضعیف کمتر در آب نسبت به امواج الکترومغناطیسی برخوردار است. این فناوری که برای اولین بار در طول جنگ جهانی اول مورد استفاده قرار گرفت ، با توسعه کامپیوترهای دیجیتال در دهه 1960 که طراحی نقشه داده های سونار را بسیار آسان تر کرد ، بسیار پیشرفت کرده است.

SONAR به طور کلی در گروه سونار فعال و منفعل طبقه بندی می شود. مبدل های فعال سونار سیگنال صوتی را ساطع می کنند و در صورت انعکاس موج صدا به گیرنده ، هر جسمی را تشخیص می دهند. برای اندازه گیری عمق آب در مکان های مختلف از همین روش استفاده می شود. سونار منفعل در درجه اول برای تشخیص سر و صدا از زیردریایی ها ، کشتی ها یا حیوانات دریایی استفاده می شود و بنابراین در عملیات های دریایی بسیار مفید است.

تصویر: یک غرق کشتی با استفاده از SONAR توسط NOAA در بستر دریا شناسایی شد

در حال حاضر ، NOAA در فرآیند نقشه برداری بستر دریا با استفاده از فناوری SONAR نقش دارد.

10. اقیانوس شناسی ماهواره ای: گرچه مهمترین هدف ماهواره برقراری ارتباط از اقیانوس به زمین است ، اما همچنین نقش مهمی در مشاهده اقیانوس ها دارد. ماهواره های محیطی تصاویری از دمای سطح دریا را ارائه می دهند که برای شناخت الگوهای گردش آب مفید است.

ماهواره همچنین داده هایی از رنگ اقیانوس (از جمله داده های دیگر) را ارائه می دهد که به اقیانوس شناسان کمک می کند تا تأثیر سیل در امتداد ساحل را تشخیص دهند و شکوفه های جلبک را تشخیص دهند. در سالهای اخیر ، فناوری سنجش از دور ماهواره را به ارتفاع سنجی (اندازه گیری ارتفاع سطح دریا) و پراکندگی سنجی (که سرعت و جهت باد را اندازه گیری می کند) مجهز کرده است.

ماهواره های محیطی ژئو سنکرون ، توسعه طوفان های بزرگ مانند طوفان ها و گردبادها را رصد می کنند. نقشه های تصاویر ماهواره ای همچنین اطلاعاتی در مورد صخره های مرجانی ، زیستگاه های ساحلی و محیط های مشابه را ارائه می دهند.

تصویر: earth.esa.int

11. ROVs: ROV یا Remoteely Operated Underwater Vehicle وسیله ای خالی از سکنه و شبیه ربات است. این دستگاه با سنسورها و ابزارهای نمونه گیری برای جمع آوری انواع مختلف داده ها از اقیانوس ها مجهز شده است. از یک شبکه کابل برای ایجاد ارتباط بین اپراتور و وسیله نقلیه از راه دور استفاده شده است ، که این امر حرکت مناسب ROV را امکان پذیر می کند. ROV مجهز به فناوری روز است و از یک سیستم روشنایی و یک دوربین فیلمبرداری برای ضبط چشم انداز زیرآباتیک بهتر و کمک به آموزش زمین شناسی و یادگیری زندگی دریا تشکیل شده است.