Поплавок (платформа для океанографических инструментов) - Float (oceanographic instrument platform)

Основные части типичного профилирующего поплавка

А плавать (не путать с бродяга ) является океанографический инструментальная платформа, используемая для проведения подземных измерений в океан без необходимости использования корабля, гребного винта или человека, управляющего им.[1] Поплавки детально измеряют физические и химические аспекты океана, например, направление и скорость воды или температуру и соленость. [2] Поплавок опустится на заданную глубину, где он будет нейтрально жизнерадостный. По прошествии определенного времени большинство поплавков поднимется на поверхность за счет увеличения их плавучести, чтобы они могли передавать собранные данные на объект. спутниковое. Поплавок может собирать данные, когда он находится в нейтральной плавучести или движется через столб воды. Часто поплавки рассматриваются как одноразовые, поскольку затраты на их восстановление в удаленных районах океана непомерно высоки; когда батареи выходят из строя, поплавок перестает функционировать и дрейфует на глубине, пока не сядет на мель или не затопит и не утонет. В других случаях поплавки развертываются на короткое время и восстанавливаются.

строительство

Эти автономные дрейфующие транспортные средства обычно имеют алюминиевые герметичные корпуса длиной порядка одного метра. Для изменения плавучести используется насос для надувания или спуска внешней масляной камеры. Некоторые поплавки могут отсоединять балласт чтобы увеличить его плавучесть, но это можно сделать только один раз. Вес поплавка без датчиков около 20 кг. Поплавки могут нести множество датчиков для сбора данных. Обычно используется датчик CTD собирать данные о проводимость, температура, и глубина (которая связана с давление ). В соленость могут быть рассчитаны на основе измерений CTD. Другие используемые датчики включают: кислород, нитрат, Солнечный лучик, хлорофилл, и pH датчики. Акустически отслеживаемые поплавки имеют гидрофон на них для воспроизведения звука. Без датчиков поплавок может стоить около 25 000 долларов США.

Профилирующие поплавки

Профилирующие поплавки, такие как поплавки APEX, поплавки SOLO (включая СОЛО-ТРЕК ), Поплавки PROVOR и поплавки Navis изменяют свою плавучесть, чтобы перемещаться вертикально через толщу воды в океане, чтобы многократно собирать данные, охватывающие диапазон глубин («профили»).[3] Поплавки для профилирования могут иметь более одного датчика одного типа. Датчик наверху поплавка будет собирать данные лучше, чем датчик на дне, если поплавок движется вертикально через толщу воды, а датчик внизу будет лучше собирать данные, если поплавок опускается. Эти поплавки способны создавать несколько сотен профилей на максимальной глубине 2000 метров до разрядки батареи и передавать свои данные на берег через спутниковую связь каждый раз, когда они всплывают. Изготовлены модели для более глубоких погружений на глубину 6000 метров,[4] достаточно глубоко, чтобы достичь дна океана в большинстве мест. Основным пользователем поплавков для профилирования является Программа Арго, цель которого - поддерживать работу 3000 из них в океане в любой момент времени.

Apex плавает

В программе Argo используются поплавки Apex. Эти поплавки дрейфуют на заданной глубине в течение длительного периода времени, от 5 до 10 дней, прежде чем всплыть на поверхность для передачи данных на спутники. Затем он опустится обратно на определенную глубину.[5]

Лагранжевые поплавки

Лагранжевый поплавок похож на лагранжевый дрифтер в том, что он предназначен для следования за участком воды, за исключением того, что лагранжевый поплавок способен изменять свою плавучесть для сбора данных профиля. Следуя за участком воды, измерения сводят к минимуму адвективные эффекты воды, чтобы показать изменение свойств водного участка с течением времени.[6]

Прибрежные поплавки

Хотя прибрежные районы мира являются наиболее продуктивными частями океана, поплавки обычно не используются для изучения побережья. Плавучие средства в прибрежных районах встречаются реже из-за риска того, что они будут повреждены берегом или выброшены на берег. Новая модель прибрежного поплавка разрабатывается Научно-исследовательский институт аквариума Монтерей-Бэй (МБАРИ).[7]Эти новые поплавки располагаются на морском дне между профилями. Это позволяет поплавку сопротивляться перемещению током, когда он не собирает данные. Прибрежный поплавок будет собирать профильные данные чаще, чем буя Арго, из-за быстро меняющейся прибрежной среды.

Непрофильные поплавки

Некоторые поплавки предназначены только для отображения течений на одной глубине; у них нет возможности регулировать свою плавучесть, поэтому они тщательно балластированы, чтобы соответствовать плотности воды на желаемой глубине. Современный пример этого типа - РАФОС поплавок; исторические версии включают Ласточка, ALACE и SOFAR плавают.

использованная литература

  1. ^ http://www.oc.nps.edu/~paduan/OC4331/projsum/u05/cowan_lagrangian.ppt
  2. ^ https://www.whoi.edu/what-we-do/explore/instruments/instruments-floats-drifters/
  3. ^ «Как работают поплавки Арго»
  4. ^ "Глубокое СОЛО"
  5. ^ https://www.mbari.org/profiling-float/
  6. ^ Алкирел, М.Б., М.Дж. Перри, Э. Д'Асарол и К. Ли (2013). «Использование сенсорных геохимических измерений с автономных платформ для оценки биологического производства и экспорта углерода во время весеннего цветения в Северной Атлантике в 2008 году». Новости углерода и биогеохимии океана 6 (2), 1-6.
  7. ^ https://www.mbari.org/coastal-profiling-float/