Индикатор потока - Flow tracer

Изображение Гольфстрим полученный Спектрорадиометр среднего разрешения. В ложные цвета на изображении представляют "яркостная температура "наблюдается в верхней части атмосферы в полосе 10,780-11,280 мкм. Значения яркостной температуры представляют тепловое излучение от сочетания морской поверхности и влажной атмосферы.
Флуоресцеин в Река Чикаго на День Святого Патрика (добавлено для празднования, а не для отслеживания).

А течь трассировщик - любое жидкое свойство, используемое для отслеживания течь, величина, направление и модели циркуляции. Индикаторы могут иметь химические свойства, например: радиоактивный материал или химические соединения, физические свойства, такие как плотность, температура, соленость или красители, и могут быть естественными или искусственно вызванными. Индикаторы потока используются во многих областях, таких как физика, гидрология, лимнология, океанография, экологические исследования и атмосферные исследования.

Консервативный индикаторы остаются постоянными вслед за жидкими участками, тогда как реактивный индикаторы (например, соединения, вступающие во взаимную химическую реакцию) со временем растут или распадаются. Активные трассеры динамически изменять поток жидкости, изменяя свойства жидкости, которые появляются в уравнение движения такие как плотность или вязкость, в то время как пассивные трассеры не влияют на поток.[1]

Использование в океанографии

Индикаторы океана используются для вывода мелкомасштабных моделей потоков, крупномасштабных океанов. обращение, образование и изменение водных масс, «датирование» водных масс, а также накопление и поглощение углекислого газа.[2][3]

Такие индикаторы, как температура, соленость, плотность и другие консервативные индикаторы, часто используются для отслеживания течений, циркуляции и перемешивания водных масс.[нужна цитата ] Интересный пример был, когда 28000 пластиковых уток упал за борт с контейнеровоза посреди Тихого океана. В последующие двенадцать лет океанографы зафиксировали места выброса уток на берег, в нескольких тысячах миль от места разлива, и эти данные использовались для калибровки и проверки схем циркуляции воды. Северный тихоокеанский круговорот.[4]

Переходные индикаторы меняются со временем, например, радиоактивный материал (Тритий и Цезий-137 ) и химических концентраций (ХФУ и SF6 ), которые используются для датирования водных масс, а также могут отслеживать перемешивание. В середине 1900-х гг. Испытания ядерного оружия а химическое производство высвободило тонны соединений, которые в природе не встречаются в окружающей среде.[нужна цитата ] К большому сожалению, ученым удалось использовать концентрации антропогенных соединений и период полураспада радиоактивного материала, чтобы определить возраст водоема. В Ядерная катастрофа на Фукусиме был действительно хорошо изучен океанографами, которые отслеживали распространение радиоактивного материала по Тихому океану и использовали это для лучшего понимания океанских течений и моделей перемешивания.[5][6]

Биологические индикаторы также могут использоваться для отслеживания водных масс в океане. Фитопланктон цветы можно увидеть со спутников и перемещаться с изменяющимися течениями. Их можно использовать как «контрольную точку», чтобы увидеть, насколько хорошо смешиваются водные массы. Субтропическая вода часто бывает теплой, что идеально подходит для фитопланктона, но питательное вещество бедные, что тормозит их рост, в то время как субполярная вода холодная и богата питательными веществами. Когда эти два типа водных масс смешиваются, например, Куросио Текущий в северной части Тихого океана это часто вызывает огромное цветение фитопланктона, потому что теперь им нужны условия для роста - теплые температуры и высокие питательные вещества. Вертикальное перемешивание и образование вихрей также может вызвать цветение фитопланктона, и это цветение отслеживается спутниками для наблюдения за текущими моделями и смешиванием.[7][8][9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Заикание, Мичиган; Дикс, ЛК; Билле М.Ф. (2005). «Транспортировка консервативных и реактивных индикаторов через лизиметр с естественной структурой подзолового поля на возвышенности». Журнал гидрологии. 300 (1–4): 1–19. Дои:10.1016 / j.jhydrol.2004.04.026.
  2. ^ Bigg, GR; Киллуорт, PD (1988). «Консервативные трассеры и циркуляция океана». Фил. Пер. R. Soc. Лондон. 325 (1583): 177–189. Bibcode:1988РСПТА.325..177Б. Дои:10.1098 / Рста.1988.0050.
  3. ^ "Ocean Tracer". Национальное управление океанических и атмосферных исследований.
  4. ^ Эббесмейер, Кертис. "Наука о пляжном гребле с помощью игрушек для ванной". Оповещение Beachcombers.
  5. ^ Беренс, Э; Schwarzkopf, FU; Lubbecke, JF; Бонинг, CW (2012). «Моделирование длительного рассеяния 137Cs, выброшенного в Тихий океан у побережья Фукусимы». Письма об экологических исследованиях. 7 (3): 034004. Bibcode:2012ERL ..... 7c4004B. Дои:10.1088/1748-9326/7/3/034004.
  6. ^ Дженкинс, WJ; Шварцкопф (2006). «Трассеры смешения океанов». Океаны и морская геохимия. 6 (223).
  7. ^ Clayton, S; Lin, YC; Следует, MJ; Уорден, Аризона (2017). «Сосуществование различных экотипов Ostreococcus на океаническом фронте». Лимнология и океанография. 62 (1): 75–88. Bibcode:2017LimOc..62 ... 75C. Дои:10.1002 / lno.10373.
  8. ^ Махадеван, А (2016). «Влияние субмезомасштабной физики на первичную продуктивность планктона». Ежегодный обзор морской науки. 8: 161–184. Bibcode:2016 ОРУЖИЕ .... 8..161М. Дои:10.1146 / annurev-marine-010814-015912. PMID  26394203.
  9. ^ «Весенние сбои цветения планктона едут в глубины моря по океанским водоворотам». Национальный фонд науки. Март 2015 г.

внешняя ссылка

  • ctraj Библиотека кодов адвекции, включая моделирование пассивных трассеров.