Gli elementi ambientali marini comprendono meteorologia marina, idrologia marina, geologia e geofisica marina, fisica marina, chimica marina, biologia marina, ecc. Essi includono elementi multidimensionali come l'interfaccia mare-aria e la bassa atmosfera (come nuvole, pioggia, nebbia, pressione atmosferica, temperatura, ecc.), la superficie del mare (comevento, onde, ghiaccio, mareggiate, spruzzi di sale, radiazione solare, temperatura, salinità, maree,ecc.), sott'acqua (comeonde interne, circolazione, termoclini, canali sonori, densità, conduttività, profondità, ecc.) e il fondale marino (come geologia, geomorfologia, campo magnetico, campo gravitazionale, ecc.).

Classificazione delle apparecchiature di rilevamento ambientale marino

Le apparecchiature per la percezione dell'ambiente marino sono progettate per acquisire informazioni sull'ambiente marino, ovvero quelle che comunemente definiamo apparecchiature per l'osservazione, l'indagine, il monitoraggio e la mappatura marina. Comprendono vari tipi di sensori, collettori, processori e le diverse piattaforme di osservazione fisse e mobili, spaziali, aeree, costiere e marine (di superficie e subacquee) su cui sono installate.

Esiste un'ampia varietà di dispositivi per la percezione dell'ambiente marino. Classificati in base agli elementi ambientali, possono essere suddivisi in strumenti per la misurazione di temperatura, salinità, profondità, onde, correnti, maree, vento, suono e campo magnetico, ecc. Classificati in base ai sensori, possono essere suddivisi in strumenti acustici, ottici, elettrici, termici e magnetici, ecc. Classificati in base ai principi strutturali, possono essere suddivisi in strumenti acustici, strumenti ottici, strumenti elettronici, strumenti meccanici e strumenti di telerilevamento e telemetria, ecc. Classificati in base al mezzo di trasporto, possono essere suddivisi in strumenti navali, strumenti sommergibili, strumenti a boa, strumenti a stazione costiera, strumenti aerei e satellitari, ecc. Classificati in base agli elementi misurati, possono essere suddivisi in strumenti per la misurazione della temperatura, strumenti per la misurazione della salinità, strumenti per la misurazione delle onde, strumenti per la misurazione delle correnti, strumenti per la misurazione dei sali nutritivi, strumenti per la misurazione della forza gravitazionale e magnetica, strumenti per il rilevamento dei sedimenti del fondale, strumenti per il plancton e gli organismi bentonici, ecc.

Le apparecchiature per il monitoraggio ambientale marino possono essere classificate in quattro categorie principali: strumenti per l'osservazione delle proprietà fisiche marine, strumenti per l'osservazione delle proprietà chimiche marine, strumenti per l'osservazione biologica marina e strumenti per l'osservazione geologica e geofisica marina. Tra questi, gli strumenti di osservazione marina per navi presentano la maggiore varietà. In base al loro funzionamento, possono essere ulteriormente suddivisi in strumenti monouso, a ritorno automatico, sospesi e trainati. Gli strumenti monouso vengono utilizzati immergendo in mare le parti sensibili, e i dati rilevati vengono trasmessi alla nave tramite cavi o onde radio. I sensori non vengono recuperati dopo l'uso. Gli strumenti a ritorno automatico si immergono in mare durante l'osservazione e, una volta completata la misurazione o il campionamento, si liberano della zavorra e risalgono in superficie grazie alla propria spinta di galleggiamento. Gli strumenti sospesi vengono calati in mare dal lato della nave tramite il braccio del verricello e vengono utilizzati per l'osservazione quando la nave è all'ancora o alla deriva. Gli strumenti trainati vengono calati in mare dalla poppa della nave e trainati per l'osservazione in navigazione.

Le apparecchiature per l'osservazione, l'indagine, il monitoraggio e la mappatura degli oceani condividono molte caratteristiche comuni in termini di tipologie di strumenti, elementi di misurazione, metodi operativi, elaborazione dei dati e risultati applicativi. Tuttavia, i rispettivi scopi applicativi e i requisiti per i risultati sono diversi, quindi spesso è difficile effettuare classificazioni specifiche. Ad esempio, una nave per indagini oceanografiche può fungere sia da piattaforma operativa per l'indagine oceanica sia da piattaforma operativa per il monitoraggio e la mappatura degli oceani; un altro esempio è il profilatore di corrente acustico Doppler (ADCP), che è un carico utile di osservazione sia per l'indagine che per il monitoraggio degli oceani e, se utilizzato nella pianificazione di progetti di costruzione di terminali oceanici, diventa un carico utile di osservazione per la mappatura oceanica.

Le apparecchiature di rilevamento oceanico includono varie piattaforme oceaniche come satelliti per il telerilevamento, velivoli senza pilota, wave glider, glider subacquei, veicoli subacquei autonomi (AUV), sommergibili senza pilota controllati a distanza, imbarcazioni di superficie senza pilota, sistemi basati sul fondale marino, navi per il rilevamento oceanico,boe oceaniche, reti di osservazione oceanica in tempo reale, nonché sensori di carico o acusticiProfilatori di corrente Doppler (ADCP)batimetri multibeam, sonar ad apertura sintetica (SAS), strumenti per la misurazione di temperatura, salinità e profondità (CTD), magnetometri oceanici, sonar a scansione laterale, gravimetri oceanici, sistemi sismici a canale singolo, misuratori di flusso di calore del fondale marino, sistemi di posizionamento acustico subacqueo, trappole per sedimenti, sistemi sonar tridimensionali, misuratori di livello dell'acqua e apparecchiature di navigazione inerziale subacquea.