Дрифтер (океанография)
Дрифтер океанские (не путать с поплавком ) - это океанографическое устройство, плавающее на поверхности, чтобы исследовать токи путем отслеживания местоположения. Они также могут измерить другие параметры, такие как температура поверхности моря , соленость , барометрическое давление и высота волны. [ 1 ] Современные дрифтеры обычно отслеживаются спутником, [ 2 ] часто GPS . Их иногда называют лагранжевыми дрифтерами , так как расположение измерений, которые они делают, движутся с потоком. Основным пользователем Drifters является NOAA от глобальная программа Drifter .
Принцип строительства
[ редактировать ]Основные компоненты дрифтера включают поверхностные плавания для плавучести , подводные капусты , чтобы гарантировать, что дрифтер следует за движениями воды и не зависит от ветра, инструментов (например, инструментах по сбору данных, передатчикам для передачи собранных данных и GPS устройств ),), и водонепроницаемые контейнеры для инструментов. [ 3 ] [ 4 ] Дрифтеры - это технологическая эволюция анализа тока океана, исторически проводимых с помощью экспериментов по дрейфующим бутылкам, которые, в свою очередь, были построены на принципе сообщения в бутылке . [ 5 ]
Типы
[ редактировать ]Дрифтеры, как правило, являются либо поверхностными дрифтерами, либо глубоководными дрифтерами. Поверхностные дрифтеры остаются в верхнем метре толщины воды , а глубоководные дрифтеры подвешены примерно на 15 метров ниже поверхности воды [ 6 ] Чтобы отслеживать подповерхностные токи. [ 7 ] Оба типа измеряют токи в верхнем океане.
Поверхностные дрифтеры
[ редактировать ]Основным типом поверхностного дрифтера является кодовый дрифтер. Кодовый дрифтер получает свое название от Эксперимента по динамике прибрежной динамики 1985 года, и его также называют Дрифтером Дэвиса. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] Он предназначен для отслеживания ветровых поверхностных токов в верхнем метре океанического смешанного слоя. [ 11 ]
Дрифтер кода состоит из цилиндрического корпуса, который содержит батареи и электронику. Элемент сопротивления состоит из четырех парусов, расположенных в поперечной форме. Дрифтер кода немного негативно плавучий, а небольшие поплавки, соединенные с концом рук, к которым прикреплены паруса, обеспечивают дополнительную плавучесть для обеспечения флотации. [ 11 ] Парусы перемещают дрифтер вместе с преобладающими токами, а передатчик дрифтера отправляет данные на спутники. [ 9 ]
Глубоководные дрифтеры
[ редактировать ]Глубоководные дрифтеры обычно называют дрифтерами SVP, потому что они были разработаны в рамках программы поверхностной скорости (SVP) эксперимента по тропическому океану глобальной атмосферной атмосферы (TOGA) и эксперимента по циркуляции в мире океана . [ 12 ] Они также называют дрифтерами типа «дырки». [ 10 ] Они состоят из поверхностного поплавка, привязки и дроги. Surface Float содержит батарею, инструменты, которые собирают такие данные, как температура, барометрическое давление, скорость и направление ветра, а также соленость океана, а также передатчик, который передает положение дрейфующего буя и данные, собранные инструментами на поверхности, на спутники. Тон подключает поверхностный буй к подповерхностной дроге. И дрог представляет собой цилиндрическую раму, покрытую холстом с отверстиями, которые расположены на расстоянии около 15 метров ниже поверхности океана. Поскольку дрифтер находится на этой глубине, на его движение влияет процессы, происходящие в верхних 15 метрах океана. [ 13 ]
Приложения
[ редактировать ]Физическая океанография
[ редактировать ]Дрифтеры предоставляют информацию в режиме реального времени о циркуляции океана . Они делают более точные и частые наблюдения за скоростью поверхностного тока, чем это возможно из измерений дистанционного зондирования . Современное использование солнечных блоков GPS позволяет долгое время наблюдать за поверхностными токами. Отслеживание дрифтеров и расчет их скорости и направления в течение нескольких месяцев дает лучшее понимание глобального циркуляции океана и того, как токи могут варьироваться в зависимости от сезонов. Единицы GPS могут передавать свои локационные данные через спутник в течение нескольких раз в течение дня, чтобы исследователи могли видеть движение в реальном времени, но они также могут разместить другие технологии сбора данных, которые необходимо получить и загрузить лично. Отслеживание лагранжевых дрифтеров и изучение текущих моделей в определенных областях может помочь понять дисперсию личинок морских организмов, отслеживание разливов нефти или других загрязняющих веществ, ориентироваться в перевозках и помощь в поисковых и спасательных операциях. [ 14 ]
Все дрифтеры измеряют местоположение, которое можно использовать для расчета скоростей тока океана. Могут быть добавлены дополнительные датчики, такие как температура поверхности моря , барометрическое давление , соленость , высота волны, скорость и направление ветра, оптические датчики и диагностические датчики внутренней поверхности. Каждое измерение требует дополнительного датчика, в то время как измерения высоты волны также требуют отсутствия дроги. [ 15 ]
Эти данные могут быть использованы для дальнейшего наших знаний о океанских токах и циркуляции, улучшения прогнозов интенсивности ураганов и улучшения погодных моделей . Они позволяют ученым разрабатывать модели климата и погодных условий, такие как Эль -Ниньо и ураганы. [ 16 ]
Физические параметры могут измерить дрифтеры
[ редактировать ]- Барометрическое давление . Барометр на вершине поплавка используется для измерения барометрического давления на уровне моря. Было показано, что эти измерения значительно улучшают прогнозы погоды. [ 15 ]
- Температура поверхности моря (SST) измеряется термистором (термометром) на дне плавания. [ 15 ]
- Соленость . Датчик солености (в частности, очень точная пара датчиков проводимости и температуры) используется для измерения солености поверхности моря у основания поверхностного поплавки. Это также может быть сделано глубже на привязке между поплавком и дрогой. [ 15 ]
- Ветер . Звуковой анемометр и ветровой лопасть используются для измерения скорости ветра и направления ветра. [ 15 ]
- Океанский цвет. Некоторые дрифтеры включали в себя датчик сияния, установленный на поверхности, плавающей под поверхностью моря, а также датчик излучения вниз. Их наблюдения были использованы для изучения изменений хлорофилла в отдаленных регионах, таких как Южный океан. [ 17 ]
Биологическая океанография
[ редактировать ]Дрифтеры часто используются для сбора информации о биологической океанографии, такой как транспорт организмов.
Lagrangian drifters may be chosen over more Eulerian-type seagliders for biological research when the advective effects, or influence of mixing water, is to be minimized. См. Лагранжианскую и эйлерианскую спецификацию поля потока . Дрифтеры предназначены для того, чтобы следовать за водой, когда он движется, а не измеряет свойства воды в определенной области. Они обычно отправляются на глубину при определенной изопикнии или линии постоянной плотности, перед началом измерений. Эта глубина обычно ниже влияния поверхностных ветров и смешивания. Дрифтеры используются, чтобы показать, что специфический водный участок изменяется со временем, в то время как планеры, которые движутся независимо над водой, могут дать более широкий пространственный контекст. [ 19 ]
Примером используемых дрифтеров является эксперимент Северной Атлантической Блум (NAB), рассматривающий физический и биологический процесс в цветах фитопланктона . Растворенные соединения и питательные вещества, такие как O 2 , № 3 и органический углерод с частицами (POC), изменяются в расцвете на различных временных и пространственных масштабах. Дрифтер измерял эти соединения, и, поскольку дрифтеры «последовательны», влияние смешивания воды было сведено к минимуму. Любые изменения в этих уровнях кислорода и питательных веществ могут рассматриваться «внутренними» для участка и, вероятно, результатом таких процессов, как фотосинтез или дыхание, которые произошли в самой посылке. [ 19 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Ледяной рафтинг , еще одно средство для исследования циркуляции океана
- Глотать поплавок
- PEARN P. NIILER - Отвечает за многие разработки в области технологий Drifter и создания программы Global Drifter
- Дружелюбные плавания
Ссылки
[ редактировать ]- ^ "Что такое дрифтер?"
- ^ Глобальная программа дрифтера
- ^ "Дрифтеры"
- ^ "Процедить дрифтер"
- ^ «Собственное послание NWFSC в бутылке: океанские дрифтеры и крошечные теги рассказывают истории на протяжении десятилетий» . NOAA NWFSC. 2013. Архивировано с оригинала 24 июля 2016 года.
- ^ "Что такое дрифтер?"
- ^ «Океанские дрифтеры преподают анимацию | nautilus live» . nautiluslive.org . 2020-04-06 . Получено 2022-11-20 .
- ^ Дэвис, Расс Э. (1985). «Наблюдения за дрифтером прибрежных поверхностных токов во время кода: метод и описательный вид» . Журнал геофизических исследований . 90 (C3): 4741. Bibcode : 1985JGR....90.4741D . doi : 10.1029/jc0903p04741 . ISSN 0148-0227 .
- ^ Jump up to: а беременный Министерство торговли США, Национальное управление океанического и атмосферного. «Неглубокий водный дрифтер - течения: образование NOAA по обслуживанию океана» . Oceanservice.noaa.gov . Получено 2022-11-20 .
- ^ Jump up to: а беременный «Рядом прибрежную циркуляцию в Беринговом море»
- ^ Jump up to: а беременный "Код" . Лагранжская лаборатория . Получено 2022-11-20 .
- ^ Lumpkin, R. and M. Pazos, 2006: Измерение поверхностных токов с дрифтерами программы скорости поверхности: инструмент, его данные и некоторые недавние результаты. Вторая глава Лагранжианского анализа и прогнозирования динамики прибрежной и океана (LAPCOD). А. Гриффа, А.Д. Кирван, А.Дж. Мариано, Т. Озгокмен и Т. Россби. [1]
- ^ «Драйфтеры» . Океанские пути . Получено 20 ноября 2022 года .
- ^ Edwards, KP, Hare, JA, Werner, Fe & Blanton, BO, 2006. Лагранжевая циркуляция на юго -восточном континентальном шельфе США: последствия для рассеивания и удержания личинок. Continental Shelf Research, 26, (12-13), 1375-1394.
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и "Что такое дрифтер?"
- ^ «Инструменты исследования: дрифтеры: NOAA Офис исследований и исследований океана» . OceanExplorer.noaa.gov . Получено 2022-11-20 .
- ^ Lumpkin, R. and M. Pazos, 2006: Измерение поверхностных токов с дрифтерами программы скорости поверхности: инструмент, его данные и некоторые недавние результаты. Вторая глава Лагранжианского анализа и прогнозирования динамики прибрежной и океана (LAPCOD). А. Гриффа, А.Д. Кирван, А.Дж. Мариано, Т. Озгокмен и Т. Россби. [2]
- ^ «Выполнение своей стороны: Drifter Buys обеспечивают основную правду для климатических данных» . NOAA (climate.gov). 16 мая 2013 года. Архивировано с оригинала 19 декабря 2015 года.
- ^ Jump up to: а беременный Алкир, MB, MJ Perry, E D'Asaro и CM Lee. «Использование геохимических измерений из автономных платформ для оценки биологического производства и экспорта углерода во время северной атлантической весенней цветения 2008 года». Ocean Carbon and Biogeochemistry News . 6 (2). HDL : 1912/6042 .
{{cite journal}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )