Шероховатость
Шероховатость , fr , является мерой мелкомасштабных изменений амплитуды высоты поверхности.
где A r — реальная (истинная, фактическая) площадь поверхности , а A g — геометрическая площадь поверхности . [ 1 ]
Утилита
[ редактировать ]Расчеты шероховатости обычно используются в материаловедении для характеристики поверхностей, а также в морской науке для характеристики среды обитания на морском дне . Распространенным методом измерения неровностей морского дна является метод цепи и ленты Риска. [ 2 ] но с появлением подводной фотографии были разработаны менее инвазивные количественные методы. Некоторые примеры включают измерение мелкомасштабной шероховатости морского дна с помощью микротопографического лазерного сканирования (Дю Приз и Танниклифф, 2012), [ 3 ] и получение многомасштабных показателей морщинистости, уклона и аспекта на основе бентоса реконструкций стереоизображений (Фридман и др., 2012). [ 4 ]
непоследовательность
[ редактировать ]Несмотря на популярность использования шероховатости для двух- и трехмерного анализа поверхности, методологическое несоответствие остается проблематичным. Основываясь на последних достижениях, новый индекс шероховатости отношения дуги к хорде (ACR) способен измерять шероховатость двумерных профилей и трехмерных поверхностей с использованием одного метода (Du Preez 2015). [ 5 ] Индекс шероховатости ACR определяется как контурная (реальная) площадь поверхности, деленная на площадь поверхности, ортогонально проецируемую на плоскость наилучшего соответствия (POBF), где POBF является функцией ( линейной интерполяцией ) только граничных данных. Использование POBF вместо произвольной горизонтальной геометрической плоскости дает важное преимущество индекса морщинистости ACR: в отличие от большинства индексов морщинистости ACR морщинистость не зависит от наклона.
Экология : В качестве меры сложности предполагается, что морщинистость является индикатором количества доступной среды обитания, доступной для колонизации бентосными организмами (прикрепленными к морскому дну), а также укрытия и зоны кормления для мобильных организмов.
Геология : Для морских геологов и геоморфологов шероховатость является полезной характеристикой при различении различных типов морского дна в приложениях дистанционного зондирования (например, гидролокатора и лазерной альтиметрии с кораблей, самолетов или спутников).
Океанография : Океанографы признают, что шероховатость влияет на мелкомасштабную гидродинамику, преобразуя организованный ламинарный или колебательный поток в турбулентность, рассеивающую энергию.
Биология кораллов . Высокая морщинистость часто указывает на присутствие кораллов, которые по мере роста создают сложную поверхность. Считается, что склонность морщинистого морского дна создавать турбулентность способствует росту кораллов и коралловых водорослей, доставляя богатую питательными веществами воду после того, как организмы истощили питательные вещества из водной оболочки, непосредственно окружающей их ткани.
См. также
[ редактировать ]- Шероховатость поверхности – мера шероховатости или текстуры поверхности.
- Фрактал - бесконечно подробная математическая структура.
- Фрактальное измерение - соотношение, обеспечивающее статистический индекс изменения сложности в зависимости от масштаба.
- Словарь терминов для скалолазания: Rugosity.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « Коэффициент шероховатости (неровности) поверхности ». дои : 10.1351/goldbook.R05419
- ^ Риск, MJ 1972. «Разнообразие рыб на коралловом рифе на Виргинских островах». Атолл Рес. Бык. 193:1-6 [doi:10.5479/si.00775630. 153.1]
- ^ Дю При, К. и В. Танниклифф. (2012). «Новый метод видеосъемки микротопографического лазерного сканирования (MiLS) для измерения мелкомасштабной неровности морского дна». Лимнология и океанография: Методы . 10:899-909. [DOI 10.4319/лом.2012.10.899].
- ^ Фридман А., Писарро О., Уильямс С.Б., Джонсон-Роберсон М. (2012) «Многомасштабные меры неровности, наклона и аспекта на основе реконструкций стереоизображений бентоса» . PLoS ONE 7(12): e50440. doi:10.1371/journal.pone.0050440
- ^ Дю При, К. 2015. «Новый индекс неровности отношения дуги к хорде (ACR) для количественной оценки структурной сложности трехмерного ландшафта» . Ландшафтная экология. 30: 181-192. дои: 10.1007/s10980-014-0118-8.