Drifter (flytande anordning)

En drifter med smeknamnet hålstrumpa . Typiska sensorer mäter lufttryck, havsyttemperatur , irradians och salthalt .

En drifter (inte att förväxla med en flöte ) är en oceanografisk anordning som flyter på ytan för att undersöka havsströmmar genom att spåra plats. De kan också mäta andra parametrar som havsytans temperatur , salthalt , barometertryck och våghöjd. Moderna drifters spåras vanligtvis av satellit, ofta GPS . De kallas ibland Lagrangian drifters eftersom platsen för mätningarna de gör rör sig med flödet. En stor användare av drifters är NOAA :s Global Drifter Program .

Drifting Booy (DBi)

Konstruktionsprincip

De viktigaste komponenterna i en drifter inkluderar ytflottor för flytkraft , undervattensdrogar för att säkerställa att driftern följer vattnets rörelser och är opåverkad av vind, instrument (t.ex. datainsamlingsinstrument, sändare för att överföra insamlade data och GPS- enheter ) , och vattentäta behållare för instrument. Drifters är en teknisk utveckling av havsströmsanalys som historiskt utförts genom experiment med driftflaskor, som i sin tur byggdes på principen om ett meddelande i en flaska .

Typer

Drifters är vanligtvis antingen ytdrivare eller djuphavsdrivare. Ytdrivare förblir i den översta metern av vattenpelaren , och djupvattendrivare hängs upp ungefär 15 meter under vattenytan för att spåra strömmar under ytan. Båda typerna mäter strömmar i övre havet.

Surface Drifters

Den huvudsakliga typen av ytdrivare är CODE-drifter. CODE-driftern har fått sitt namn från 1985 Coastal Dynamics Experiment (CODE), och den kallas även en Davis-drifter. Den är utformad för att spåra de vinddrivna ytströmmarna i den övre meter av oceaniskt blandat lager.

CODE-driftern består av ett cylindriskt skrov som innehåller batterier och elektronik. Draelementet består av fyra segel arrangerade i en korsliknande form. CODE-driftern är något negativt flytande, och små flottörer kopplade till änden av armarna som seglen är fästa på ger extra flytkraft för att säkerställa flytning. Seglen flyttar driftern tillsammans med rådande strömmar, och drifterns sändare skickar data till satelliter.

Deepwater Drifters

Djupvattensdriftare kallas vanligtvis SVP-drifters eftersom de utvecklades av Surface Velocity Program (SVP) från Tropical Ocean Global Atmosphere (TOGA)-experimentet och World Ocean Circulation Experiment . De kallas också "holey sock" typ drifters. De består av en ytflotta, en tjuder och en drog. Ytflottan innehåller ett batteri, instrument som samlar in data som temperatur, barometertryck, vindhastighet och riktning, samt havets salthalt, och en sändare som vidarebefordrar positionen för den drivande bojen och data som samlats in av instrumenten på ytflottan till satelliter. Tjudet förbinder ytbojen med den underjordiska drogen. Och drogen är en cylindrisk ram täckt av canvas med hål i den som sitter cirka 15 meter under havets yta. Eftersom drivaren sitter på detta djup påverkas dess rörelse av processer som sker i de övre 15 metrarna av havet.

Ansökningar

Fysisk oceanografi

Drifters ger realtidsinformation om havscirkulationen . De gör mer exakta och frekventa observationer av ytströmhastigheten än vad som är möjligt från fjärranalysmätningar . Modern användning av soldrivna GPS-enheter möjliggör långtidsobservation av ytströmmar. Att spåra driftare och beräkna deras hastighet och riktning under flera månader ger en bättre förståelse för den globala havscirkulationen och hur strömmar kan variera mellan årstiderna. GPS-enheter kan sända sin platsdata via satellit ett programmerat antal gånger under en dag så att forskare kan se rörelser i realtid, men de kan också inrymma andra datainsamlingstekniker som måste hämtas och laddas ner personligen. Att spåra lagrangiandrifter och studera nuvarande mönster i särskilda områden kan hjälpa till att förstå larvers spridning av marina organismer, spåra oljeutsläpp eller andra föroreningar, navigera på sjöfartsleder och hjälpa till vid sök- och räddningsoperationer.

Alla drifters mäter plats som kan användas för att beräkna havsströmhastigheter. Ytterligare sensorer kan läggas till som havsyttemperatur , barometertryck , salthalt , våghöjd, vindhastighet och vindriktning, optiska sensorer och interna flytdiagnostiska sensorer. Varje mätning kräver en extra sensor, medan våghöjdsmätningar också kräver frånvaro av en drog.

Dessa data kan användas för att främja vår kunskap om havsströmmar och cirkulation, förbättra orkanintensitetsprognoser och förbättra vädermodeller . De tillåter forskare att designa modeller av klimat- och vädermönster, som El Niño och orkaner.

Fysiska parametrar Drifters kan mäta

  • Barometertryck . En barometer på toppen av flottören används för att mäta havsnivåns barometertryck. Dessa mätningar har visat sig förbättra väderprognoserna avsevärt.
  • Havsytans temperatur (SST) mäts med en termistor (termometer) på botten av flottören.
  • Salthalt . En salthaltssensor (specifikt ett mycket exakt par konduktivitets- och temperatursensorer) används för att mäta havsytans salthalt vid basen av ytflottan. Detta kan också göras djupare på tjudern mellan flötet och draget.
  • Vind . En sonisk vindmätare och en vindflöjel används för att mäta vindhastighet och vindriktning.
  • Ocean färg. Vissa driftare har inkluderat en uppströmsstrålningssensor monterad på ytflottan precis under havsytan, tillsammans med en nedströmningsstrålningssensor. Deras observationer har använts för att studera klorofyllvariationer i avlägsna regioner som södra oceanen.
En drifter prydligt komprimerad för utplacering (vänster) och med nylondrogue helt utdragen (höger).

Biologisk oceanografi

Drifters används ofta för att samla in information om biologisk oceanografi, såsom transport av organismer.

Lagrangiandriftare kan väljas framför fler sjöglidare av Eulerian-typ för biologisk forskning när de advektiva effekterna, eller påverkan av blandningsvatten, ska minimeras. Se Lagrangian och Eulerian specifikation av flödesfältet . Drifters är tänkta att följa ett vattenpaket när det rör sig snarare än att mäta vattenegenskaper i ett specifikt område. De skickas vanligtvis till djupet vid en specifik isopycnal , eller linje med konstant densitet, innan mätningar påbörjas. Detta djup är vanligtvis under inverkan av ytvindar och blandning. Drifters används för att visa det specifika vattenpaketet förändrat över tiden medan glidflygplan som rör sig oberoende över vattnet kan ge ett större rumsligt sammanhang.

Ett exempel på drifter som används är experimentet North Atlantic Bloom (NAB) som tittar på fysiska och biologiska processer i växtplanktonblomningar . Upplösta föreningar och näringsämnen, såsom O 2 , NO 3 , och partikelformigt organiskt kol (POC), förändras inom en blomning på olika tidsmässiga och rumsliga skalor. Driftaren mätte dessa föreningar, och eftersom drifters är "lappföljande" minimerades påverkan av vattenblandning. Alla förändringar av dessa syre- och näringsnivåer kan betraktas som "interna" i vattenpaketet och sannolikt ett resultat av processer som fotosyntes eller andning som inträffade i själva paketet.

Se även

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Drifter_(floating_device)&oldid=1139415540 "