Сухие диски

Диск Секки (или диск Секки ), созданный в 1865 году Анджело Секки , представляет собой простой белый круглый диск диаметром 30 см (12 дюймов), используемый для измерения прозрачности или мутности воды в водоемах. Диск крепится на шест или веревку и медленно опускается в воду. Глубина, на которой диск перестает быть виден, считается мерой прозрачности воды. Эта мера известна как глубина Секки и связана с мутностью воды . С момента своего изобретения диск также использовался в модифицированной черно-белой конструкции меньшего диаметра (20 см (8 дюймов)) для измерения прозрачности пресной воды.

Подобные диски с черно-желтым рисунком используются в качестве контрольных маркеров на транспортных средствах при краш-тестах , манекенах для краш-тестов и других кинетических экспериментах.

История

Оригинальный диск Секки представлял собой простой белый диск и использовался в Средиземном море . ^[1]^[2] Простой белый диск Секки диаметром 30 см (12 дюймов) остается стандартной конструкцией, используемой в морских исследованиях. В 1899 году Джордж К. Уиппл модифицировал оригинальный полностью белый диск Секки в «... диск диаметром около 8 дюймов, разделенный на квадранты, окрашенные попеременно в черный и белый цвет, как мишень нивелира...». ^[3]^[4] Этот модифицированный черно-белый диск Секки является стандартным диском, используемым в лимнологических (пресноводных) исследованиях. ^[5]^[6]

Глубина Секки

Глубина Секки достигается, когда коэффициент отражения равен интенсивности света, обратно рассеянного от воды. 1,7, разделенный на эту глубину в метрах, дает коэффициент ослабления (также называемый коэффициентом затухания ) для доступного света, усредненного по глубине диска Секки. Коэффициент экстинкции используется в качестве переменной, но также используется в качестве переменной для мутности. Коэффициент ослабления света k затем можно использовать в форме закона Бера-Ламберта : ${I_{z} \over I_{0}}=e^{-kz},$ оценить I _z , интенсивность света на глубине z, исходя из I ₀ , интенсивности света на поверхности океана. ^[7]

Показания диска Секки не дают точной меры прозрачности, так как могут быть ошибки из-за яркого солнечного света на воде или один человек может видеть диск на одной глубине, а другой человек с лучшим зрением может видеть его на большей глубине. глубина. Однако это недорогой и простой метод измерения прозрачности воды. Из-за возможности различий между пользователями методы должны быть максимально стандартизированы.

Измерение диска Секки всегда следует проводить на затененной стороне лодки или причала между 9:00 и 15:00. ^[8] Наилучшие результаты достигаются с 10:00 до 14:00. Один и тот же наблюдатель должен каждый раз проводить измерения глубины Секки одним и тем же способом. К измерению можно приблизиться, опустив диск за точку исчезновения, затем подняв и слегка опустив его, чтобы установить глубину Секки. Другой метод — записать глубину, на которой диск исчезает, опустить его еще на несколько футов, а затем записать глубину, на которой диск появляется снова, когда его медленно поднимают. Глубина Секки принимается как среднее из двух значений. ^[9]

Измерения диска Секки не показывают, как затухание меняется с глубиной или с определенной длиной волны света. Подводные фотометры могут работать на глубине 150 м (492 фута) и регистрировать видимую, ультрафиолетовую и инфракрасную части спектра. Турбидиметры и трансмиссометры имеют собственные источники света и могут измерять прозрачность с научной точностью. ^[10]

Приложения

Измерения диска Секки в течение некоторого времени были неотъемлемым компонентом Миннесоты и Висконсина программ оценки качества воды в озерах ; Жители озера проводят периодические измерения и передают свои показания в государственные и местные органы. Агрегированные продольные данные используются для выявления общих тенденций в качестве воды. Аналогичным образом, Программа «Чистые озера Индианы» обучает и опирается на волонтеров для мониторинга мутности в более чем 80 озерах Индианы с помощью дисков Секки и использует данные, предоставленные волонтерами, для мониторинга качества озер в штате. ^[11]

В 2013 году группа морских учёных создала глобальную гражданскую программу Secchi Disk для моряков по изучению морского фитопланктона. ^[12] Это продолжающееся гражданское научное исследование диска Секки сочетает в себе традиционный простой белый морской диск Секки диаметром 30 см с мобильной технологией для загрузки данных о глубине Секки, собранных в море, в центральную базу данных. Первые научные результаты исследования были опубликованы в 2017 году. ^[13] Исследование Secchi Disk было начато в ответ на противоречивый научный отчет, в котором говорилось, что количество фитопланктона, влияющего на прозрачность воды, сократилось на 40% в океанах в период с 1950 по 2008 год. ^[14]^[15]

См. также

Ссылки

^ «К истории диска Секки» . www.jeos.org . Архивировано 26 апреля 2014 г. в Wayback Machine.
^ «Отчет об экспериментах, проведенных на борту папского парового корвета «Непорочное зачатие» по определению прозрачности моря; Мемуары П. А. Секки» [Отчет об экспериментах, проведенных на борту папского парового корвета «Непорочное зачатие» по определению прозрачности моря ; Мемуары П. А. Секки. Новый вызов . 20 (1): 205–238. 1864. Бибкод : 1864NCim...20..205. . дои : 10.1007/BF02726911 . S2CID 182945407 .
^ Чалди, М. и Секки, П.А. (1865). «О прозрачности моря». Доклады Академии наук. 61: 100–104.
^ Уиппл, Джордж К. (1899). Микроскопия питьевой воды. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья, 73–5.
^ «Что такое диск SECCHI?» . mlswa.org . 28 августа 1999 г. Архивировано из оригинала 14 августа 2012 г. Проверено 18 марта 2023 г.
^ «Почему черно-белый диск Секки?» . www.nalms.org . Проверено 5 июля 2012 г.
^ Идсо, Шервуд Б .; Гилберт, Р. Джин (1974). «Об универсальности диска Секки Пула и Аткинса: уравнение гашения света» . Британское экологическое общество . 11 (1): 399–401. дои : 10.2307/2402029 . JSTOR 2402029 .
^ Линд, Оуэн, Т. (1979). Справочник по общим методам лимнологии, Сент-Луис: CV Mosby Co.
^ Коул, Джеральд А. (1994). Учебник лимнологии. 4-е изд. Проспект Хайтс: Waveland Press Inc.
^ «Подводные исследования» . Британская энциклопедия . 2008 год . Проверено 1 октября 2008 г. - из Британской энциклопедии Online.
^ «Программа «Чистые озера Индианы» – волонтерский мониторинг» . www.indiana.edu . Проверено 9 февраля 2011 г.
^ «Исследование Морского диска Секки» . www.secchidisk.org .
^ Моряки, Диск Секки; Лаванда, Саманта; Богранд, Грегори; Аутрам, Николас; Барлоу, Найджел; Кротти, Дэвид; Эванс, Джейк; Кирби, Ричард (2017). «Данные о прозрачности океана, граждане-моряки, ученые-моряки как ресурс для исследований фитопланктона и климата» . ПЛОС ОДИН . 12 (12): e0186092. Бибкод : 2017PLoSO..1286092S . дои : 10.1371/journal.pone.0186092 . ПМЦ 5718423 . ПМИД 29211734 .
^ Ширмайер, Квирин (2010). «Океанская зелень в условиях потепления» . Природа . дои : 10.1038/news.2010.379 .
^ Бойс, Дэниел Г.; Льюис, Марлон Р.; Червь, Борис (2010). «Глобальное сокращение фитопланктона за последнее столетие». Природа . 466 (7306): 591–596. Бибкод : 2010Natur.466..591B . дои : 10.1038/nature09268 . ПМИД 20671703 . S2CID 2413382 .

Дальнейшее чтение

Брюин, Роберт Дж.В.; Питарх, Хайме; Далл'Олмо, Джорджио; ван дер Вёрд, Хендрик Дж.; Линь, Цзюньфан; Сунь, Сюэрун; Тилстон, Гэвин Х. (07 марта 2023 г.). «Оценка исторических и современных оптических методов мониторинга биомассы фитопланктона в Атлантическом океане» . Границы морской науки . 10 . Фронтирс Медиа С.А. дои : 10.3389/fmars.2023.1111416 . hdl : 10871/132642 . ISSN 2296-7745 .
Хоу, Вэйлинь; Ли, Чжунпин; Вайдеманн, Алан Д. (2007). «Почему исчезает диск Секки? Перспектива изображения» . Оптика Экспресс . 15 (6). Оптическое общество: 2791–3502. дои : 10.1364/oe.15.002791 . ISSN 1094-4087 . ПМИД 19532517 .
Ли, ЧжунПин; Шан, Шаолин; Ху, Чуанмин; Ду, Кепинг; Вайдеманн, Алан; Хоу, Вэйлинь; Линь, Цзюньфан; Линь, Гонг (2015). «Глубина диска Секки: новая теория и механистическая модель подводной видимости» . Дистанционное зондирование окружающей среды . 169 . Эльзевир Б.В.: 139–149. дои : 10.1016/j.rse.2015.08.002 . ISSN 0034-4257 . OCLC 5867529207 .
Прейзендорфер, Рудольф В. (1986). «Дисковая наука Секки: Визуальная оптика природных вод1» . Лимнология и океанография . 31 (5). Уайли: 909–926. дои : 10.4319/lo.1986.31.5.0909 . ISSN 0024-3590 . OCLC 5718371060 .
Вернан, MR (27 апреля 2010 г.). «К истории диска Секки» . Журнал Европейского оптического общества: Rapid Publications . 5 . Европейское оптическое общество. дои : 10.2971/jeos.2010.10013s . ISSN 1990-2573 .

Внешние ссылки

Диск Секки в Энциклопедии Земли
Прозрачность диска Секки
Агентство по охране окружающей среды ВАУ
Симулятор диска Секки
Диск Секки в ресторане Secchi Dip-In
Приложение Secchi – глобальный научный эксперимент моряков по изучению морского фитопланктона

[1] «К истории диска Секки» . www.jeos.org . Архивировано 26 апреля 2014 г. в Wayback Machine.

[2] «Отчет об экспериментах, проведенных на борту папского парового корвета «Непорочное зачатие» по определению прозрачности моря; Мемуары П. А. Секки» [Отчет об экспериментах, проведенных на борту папского парового корвета «Непорочное зачатие» по определению прозрачности моря ; Мемуары П. А. Секки. Новый вызов . 20 (1): 205–238. 1864. Бибкод : 1864NCim...20..205. . дои : 10.1007/BF02726911 . S2CID 182945407 .

[3] Чалди, М. и Секки, П.А. (1865). «О прозрачности моря». Доклады Академии наук. 61: 100–104.

[4] Уиппл, Джордж К. (1899). Микроскопия питьевой воды. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья, 73–5.

[mlswa.org_1999-5] «Что такое диск SECCHI?» . mlswa.org . 28 августа 1999 г. Архивировано из оригинала 14 августа 2012 г. Проверено 18 марта 2023 г.

[6] «Почему черно-белый диск Секки?» . www.nalms.org . Проверено 5 июля 2012 г.

[7] Идсо, Шервуд Б .; Гилберт, Р. Джин (1974). «Об универсальности диска Секки Пула и Аткинса: уравнение гашения света» . Британское экологическое общество . 11 (1): 399–401. дои : 10.2307/2402029 . JSTOR 2402029 .

[8] Линд, Оуэн, Т. (1979). Справочник по общим методам лимнологии, Сент-Луис: CV Mosby Co.

[9] Коул, Джеральд А. (1994). Учебник лимнологии. 4-е изд. Проспект Хайтс: Waveland Press Inc.

[10] «Подводные исследования» . Британская энциклопедия . 2008 год . Проверено 1 октября 2008 г. - из Британской энциклопедии Online.

[11] «Программа «Чистые озера Индианы» – волонтерский мониторинг» . www.indiana.edu . Проверено 9 февраля 2011 г.

[12] «Исследование Морского диска Секки» . www.secchidisk.org .

[13] Моряки, Диск Секки; Лаванда, Саманта; Богранд, Грегори; Аутрам, Николас; Барлоу, Найджел; Кротти, Дэвид; Эванс, Джейк; Кирби, Ричард (2017). «Данные о прозрачности океана, граждане-моряки, ученые-моряки как ресурс для исследований фитопланктона и климата» . ПЛОС ОДИН . 12 (12): e0186092. Бибкод : 2017PLoSO..1286092S . дои : 10.1371/journal.pone.0186092 . ПМЦ 5718423 . ПМИД 29211734 .

[14] Ширмайер, Квирин (2010). «Океанская зелень в условиях потепления» . Природа . дои : 10.1038/news.2010.379 .

[15] Бойс, Дэниел Г.; Льюис, Марлон Р.; Червь, Борис (2010). «Глобальное сокращение фитопланктона за последнее столетие». Природа . 466 (7306): 591–596. Бибкод : 2010Natur.466..591B . дои : 10.1038/nature09268 . ПМИД 20671703 . S2CID 2413382 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]