Ühekordselt kasutatav Lagrange'i triivivpoi (SVP-tüüp) – ookeani pinnahoovuste, temperatuuri ja soolsuse jälgimine,
Ühekordselt kasutatav Lagrange'i triivivpoi ookeanihoovuste jälgimiseks, Ühekordselt kasutatav ookeanitriiv mereuuringuteks, Triiviv poi merepinna temperatuuri ja soolsuse mõõtmiseks, GPS-i ookeanihoovuste triivija, Lagrange'i triiv pinnavoolu vaatlemiseks, SVP triivija okeanograafiliseks vaatluseks, SVP triivivpoi GPS-iga,

Tehnilised parameetrid

Ookeani pinnahoovused transpordivad pidevalt merekeskkonnas soojust, soola, toitaineid, saasteaineid ja hõljuvaid materjale. Seetõttu on nende hoovuste liikumise mõistmine oluline okeanograafiliste uuringute, merekeskkonna seire, ilma- ja kliimauuringute ning ookeani tsirkulatsiooni modelleerimise jaoks.

Erinevalt statsionaarsest ookeaniseirejaamast liigub Lagrangi triiviv poi koos ümbritseva veega. Jälgides poi geograafilist asukohta ajas, saavad teadlased hinnata veemassi liikumist, milles poi triivib.

FrankStari ühekordselt kasutatav Lagrange'i triivivpoi (SVP-tüüp) on loodud ookeani ja merepinna hoovuste, temperatuuri ja soolsuse jälgimiseks, salvestades samal ajal poi GPS-asukohta.

Selle ühekordselt kasutatav disain muudab selle sobivaks vaatlusmissioonideks, kus poi on kasutusel kindlaksmääratud aja jooksul ja seda ei ole vaja pärast mõõtmisülesande lõpetamist üles korjata.

Mis on Lagrangi triiviv poi?

Lagrange'i triiviv poi ehk ookeanitriiv on vabalt triiviv vaatlusplatvorm, mis jälgib ümbritseva ookeani liikumist.

Ookeani liikumise uurimiseks on kaks levinud lähenemisviisi:

Euleri vaatlus

Euleri vaatlussüsteem püsib fikseeritud geograafilises asukohas ja mõõdab ookeani tingimuste muutumist aja jooksul.

Näited hõlmavad järgmist:

Fikseeritud poid

Sildumissüsteemid

Rannikualade seirejaamad

Lagrangi vaatlus

Lagrangi platvorm liigub koos veega ja salvestab vaatlusi piki oma trajektoori.

Näited hõlmavad järgmist:

Ookeanitriivid

SVP driftijad

Triivivad andmepoid

Peamine erinevus on:

Euleri operaator = Jälgige muutusi fikseeritud asukohas

Lagrangi funktsioon = Jälgige muutusi veega liikumise ajal

Seega annab Lagrangi triiv väärtuslikku teavet veemassi enda liikumise ja omaduste kohta.

Mis on SVP triivija?

SVP viitab tavaliselt pinnakiiruse programmi triivimisdisainile, mida kasutatakse pinnalähedase ookeani ringluse jälgimiseks.

SVP-tüüpi triiv koosneb tavaliselt pinnalujukist ja pinnaalusest ujukist või samaväärsest tõmbeelemendist, mis on loodud triivija liikumise tihedamaks sidumiseks ümbritseva ookeanihoovusega sihtvaatlussügavusel.

See aitab vähendada tuule poolt põhjustatud otsese liikumise mõju pinnalujukile ja võimaldab trajektooril paremini kujutada sihtveekihi liikumist.

Konkreetne disain ja juurutamise sügavus sõltuvad toote konfiguratsioonist ja projekti nõuetest.

Kuidas Lagrangi triiviv poi töötab?

Põhilise vaatlusprotsessi saab kokku võtta järgmiselt:

Kasutuselevõtt → Triivimine ookeanihoovustega → Anduriga mõõtmine → GPS-positsioneerimine → Andmete edastamine/salvestamine → Trajektoori analüüs

Pärast kasutuselevõttu liigub poi läbi ookeani.

Eelnevalt kindlaksmääratud proovivõtuintervallide järel koguvad rongisisesed andurid keskkonnamõõtmisi, näiteks:

Pinnavooluga seotud liikumine

Merepinna temperatuur

Soolsus

GPS-positsioon

Poi asukoht registreeritakse koos vastavate mõõtmisandmetega.

Aja jooksul loob GPS-positsioonide järjestus triivi trajektoori.

Seejärel saavad teadlased analüüsida trajektoori, et uurida pinna ringlust ja veemassi liikumist.

Mida mõõdab ühekordne Lagrange'i triivivpoi?

FrankStar SVP-tüüpi triivpoi on loodud mitme olulise ookeanograafilise vaatluse ümber.

1. Ookeani pinnahoovus

Poi liikumine annab teavet ümbritseva vee horisontaalse liikumise kohta.

GPS-positsioonide võrdlemisel ajas saavad teadlased arvutada poi nihke ja tuletada teavet pinnavoolu liikumise kohta.

Lihtsustatud kontseptsioon on järgmine:

Voolukiirus = positsiooni muutus ÷ aja muutus

Saadud trajektoor võib paljastada:

Praegune suund

Praegune liikumine

Triivi kiirus

Ruumilise ringluse mustrid

Arvutatud voolu tuleks tõlgendada triivija sihtveekihi ja kasutuselevõtu tingimuste esindajana.

2. Merepinna temperatuur

Merepinna temperatuur on oluline ookeanograafiline parameeter.

Temperatuuri vaatlused triivija trajektooril aitavad teadlastel uurida:

Ookeani temperatuuri jaotus

Veemassi liikumine

Ookeani ja atmosfääri vastastikmõju

Hooajaline varieeruvus

Merekeskkonna tingimused

Kuna poi liigub läbi erinevate asukohtade, saab see pakkuda temperatuurivaatlusi laiemas geograafilises piirkonnas kui üks statsionaarne jaam.

3. Soolsus

Soolsus on veel üks oluline parameeter ookeani tsirkulatsiooni mõistmiseks.

Soolsuse mõõtmine aitab tuvastada:

Erinevad veemassid

Magevee mõju

Segamisprotsessid

Ookeani tsirkulatsioonimustrid

Merekeskkonna tingimuste muutused

Temperatuuri, soolsuse ja asukoha kombineerimine annab oluliselt rohkem teavet kui ükskõik millise üksiku parameetri eraldi jälgimine.

4. GPS-asukoht

GPS-positsioneerimine on Lagrangi triivija jaoks ülioluline.

Iga vaatlust saab seostada geograafilise asukoha ja ajaga.

See võimaldab teadlastel rekonstrueerida kogu triivi trajektoori:

GPS-positsioon 1 → GPS-positsioon 2 → GPS-positsioon 3 → GPS-positsioon 4 → …

Saadud trajektoori saab kaardile kanda ja analüüsida koos okeanograafiliste mõõtmistega.

Miks ühendada hoovus, temperatuur, soolsus ja GPS?

Triiviva poi suurim väärtus tuleneb mitme andmekogumi kombineerimisest.

Näiteks:

GPS-asukoht + aeg + temperatuur + soolsus + triivi liikumine

aitab teadlastel kindlaks teha:

Kuhu veemass liikus

Kui kiiresti see liikus

Kuidas temperatuur trajektooril muutus

Kuidas soolsus trajektooril muutus

Kus erinevad veemassid võivad omavahel suhelda

Kuidas ookeanitingimused geograafiliselt erinevad

See loob ookeanograafiliseks analüüsiks mitmemõõtmelise andmestiku.

Ühekordselt kasutatavate Lagrange'i triivivate poide rakendused

1. Ookeanihoovuste uurimine

Üks peamisi rakendusi on ookeani pinnavee ringluse jälgimine.

Vaatlusalale saab paigutada mitu triivijat, et saada laiem ülevaade hoovuse liikumisest.

See võib toetada uuringuid järgmistes valdkondades:

Pinna tsirkulatsioon

Ookeani keerised

Rannikuhoovused

Mesoskaala ringlus

Veemassi transport

2. Okeanograafilised uuringud

Lagrange'i triivijad saavad täiendada laevadelt ja statsionaarsetelt jaamadelt tehtud vaatlusi.

Selle asemel, et andmeid koguda ainult etteantud laevateel või fikseeritud jaamades, pakuvad triivijad vaatlusi looduslikult arenevate trajektooride ääres.

See muudab need kasulikuks ulatuslike okeanograafiliste kampaaniate jaoks.

3. Merepinna temperatuuri jälgimine

Drifterid saavad pakkuda kohapealseid SST vaatlusi, mis täiendavad satelliidipõhiseid temperatuurivaatlusi.

Kohapealsed vaatlused võivad olla kasulikud:

Satelliidiandmete valideerimine

Ookeani temperatuuri uuringud

Kliimauuringud

Merekeskkonna seire

4. Soolsuse jaotuse uuringud

Soolsuse triivimise vaatlused aitavad teadlastel mõista, kuidas soolsus eri ookeanipiirkondades muutub.

Potentsiaalsed uurimisvaldkonnad hõlmavad järgmist:

Mageveetransport

Jõevoolu uuringud

Rannikualade segunemine

Veemassi identifitseerimine

Ookeani tsirkulatsioon

5. Ookeanimudeli valideerimine

Numbrilised ookeanimudelid vajavad valideerimiseks ja tulemuslikkuse hindamiseks vaatlusandmeid.

Triivijate trajektoorid annavad kasulikku teavet pinnase ringluse kohta.

Temperatuuri ja soolsuse mõõtmised võivad anda täiendavaid tähelepanekuid võrdlemiseks mudeli väljunditega.

Tüüpiline uurimistöö töövoog on järgmine:

Drifteri andmed → Kvaliteedikontroll → Trajektoorianalüüs → Mudelite võrdlus → Ookeani tsirkulatsiooni hindamine

6. Merereostuse ja triivi uuringud

Ujuvaid materjale saab transportida ookeanihoovuste abil.

Seega saavad triivijate trajektoorid toetada uurimistööd järgmiste ainete liikumise kohta:

Ujuv praht

Merereostusained

Naftaga seotud transport

Bioloogiline materjal

Muud pinnal triivivad objektid

Triiv toimib pigem vaatlusplatvormina transpordimustrite mõistmiseks, mitte iga saasteaine otseseks mõõtmiseks.

7. Rannikuhoovuste vaatlus

Rannikuvetes toimub sageli keeruline ringlus, mille põhjustavad looded, tuuled, magevee sissevool, rannajoone geomeetria ja muud tegurid.

Lagrange'i triivijaid saab kasutada selleks, et uurida, kuidas vesi liigub rannikualadel.

Võimalike rakenduste hulka kuuluvad:

Rannikuhoovuste uuringud

Estuaari uuringud

Jõevoolu seire

Rannikualade keskkonnamõju hindamine

Mereökosüsteemi uuringud