साधन मदद मिल सकती वैज्ञानिकों का आकलन सागर की प्रतिक्रिया करने के लिए जलवायु परिवर्तन-ScienceDaily


प्रस्ताव का सागर है अक्सर के बारे में सोचा में क्षैतिज संदर्भ में, उदाहरण के लिए में शक्तिशाली धाराओं कि स्वीप ग्रह के चारों ओर, या लहरों की सवारी है कि साथ में और बाहर एक समुद्र तट. लेकिन वहाँ भी बहुत सारे के ऊर्ध्वाधर गति, विशेष रूप से खुले समुद्र में, जहां से पानी अंदर तक वृद्धि कर सकते हैं, के लिए पोषक तत्वों लाने के ऊपरी हिस्से सागर है, जबकि सतह के पानी सिंक भेजने के मृत जीवों के साथ-साथ, ऑक्सीजन और कार्बन, करने के लिए इंटीरियर.

समुद्र का उपयोग उपकरणों को चिह्नित करने के लिए कार्यक्षेत्र का मिश्रण महासागर के पानी और जैविक समुदाय है कि वहाँ रहते हैं. लेकिन इन उपकरणों में सीमित कर रहे हैं उनकी क्षमता पर कब्जा करने के लिए छोटे पैमाने पर सुविधाओं के साथ, इस तरह के रूप में ऊपर और नीचे-welling और पानी के जीवों के ऊपर एक छोटे से, किलोमीटर की व्यापक महासागर क्षेत्र. इस तरह की सुविधाओं के लिए आवश्यक हैं समझ मेकअप के समुद्री जीवन में मौजूद है कि एक दिया मात्रा के सागर (इस तरह के रूप में एक मत्स्य), के रूप में अच्छी तरह के रूप में कार्बन की मात्रा है कि सागर को अवशोषित कर सकते हैं और दूर एकांत में रहना.

अब, एमआईटी में शोधकर्ताओं ने और वुड्स होल समुद्र विज्ञान संस्थान (WHOI) इंजीनियर है एक हल्के साधन, उपाय है कि दोनों शारीरिक और जैविक सुविधाओं के कार्यक्षेत्र सागर पर छोटे, किलोमीटर की व्यापक पैच. “महासागर प्रोफाइलर,” नाम EcoCTD, है, के आकार के बारे में एक कमर उच्च मॉडल रॉकेट और गिरा दिया जा सकता है बंद के पीछे एक चलती जहाज. के रूप में यह मुक्त गिर जाता है, पानी के माध्यम से अपने सेंसरों को मापने भौतिक सुविधाओं, के रूप में इस तरह के तापमान और लवणता के रूप में अच्छी तरह के रूप में जैविक गुणों, इस तरह के रूप में ऑप्टिकल बिखरने के क्लोरोफिल हरे रंग वर्णक के phytoplankton.

“के साथ EcoCTD, हम देख सकते हैं छोटे पैमाने पर क्षेत्र के तेजी से ऊर्ध्वाधर गति है, जहां पोषक तत्वों की आपूर्ति की जा सकता सतह के लिए, और जहां क्लोरोफिल किया जाता है नीचे है, जो आपको बताता है कि यह भी हो सकता है एक कार्बन मार्ग । कुछ है कि आप अन्यथा याद के साथ मौजूदा प्रौद्योगिकी कहते हैं,” मारा Freilich, में एक स्नातक छात्र के एमआईटी विभाग के पृथ्वी, वायुमंडलीय और ग्रहीय विज्ञान और एमआईटी-WHOI संयुक्त कार्यक्रम में समुद्र विज्ञान/अनुप्रयुक्त महासागर विज्ञान और इंजीनियरिंग है.

Freilich और उसके सहयोगियों ने प्रकाशित किया है, उनके परिणाम में जर्नल के वायुमंडलीय और समुद्री प्रौद्योगिकी. कागज के सह-लेखक हैं जे थॉमस Farrar, बेंजामिन होजेस, टॉम Lanagan, और अमला महादेवन के WHOI, और एंड्रयू बैरन के गतिशील प्रणाली विश्लेषण, नोवा स्कोटिया में. लीड लेखक है मैथ्यु Dever के WHOI और RBR, एक डेवलपर के सागर सेंसर आधारित ओटावा में.

सागर सिनर्जी

समुद्र का उपयोग तरीकों की एक संख्या को मापने के लिए भौतिक गुणों के सागर । के कुछ है, और अधिक शक्तिशाली उच्च संकल्प उपकरणों का इस्तेमाल कर रहे हैं के रूप में जाना जाता CTDs, के लिए उनकी क्षमता को मापने के लिए सागर की चालकता, तापमान, और गहराई. CTDs कर रहे हैं आम तौर पर भारी है, के रूप में वे होते हैं कई सेंसर के रूप में अच्छी तरह के रूप में घटक है कि पानी इकट्ठा और जैविक नमूने हैं । पारंपरिक CTDs की आवश्यकता होती है एक जहाज को रोकने के लिए के रूप में वैज्ञानिकों को कम साधन में पानी, कभी कभी के माध्यम से एक क्रेन प्रणाली है । जहाज डाल रहने के लिए साधन के रूप में एकत्र माप और पानी के नमूने, और केवल प्राप्त कर सकते हैं वापस चल साधन के बाद है वापस hauled जहाज पर.

भौतिक समुद्र अध्ययन नहीं है जो समुद्र के जीव विज्ञान, और इसलिए नहीं इकट्ठा करने की जरूरत है पानी के नमूने है, कर सकते हैं कभी कभी का उपयोग करें “UCTDs” — चल संस्करणों के CTDs के बिना, भारी पानी के नमूने उपकरणों, है कि लाया जा सकता है के रूप में एक जहाज चल रहा है । इन उपकरणों का नमूना कर सकते हैं जल्दी से के बाद से वे की आवश्यकता नहीं है एक क्रेन या एक जहाज को रोकने के लिए के रूप में वे कर रहे हैं गिरा दिया ।

Freilich और उसकी टीम देखा करने के लिए डिजाइन एक संस्करण के एक UCTD सकता है कि यह भी शामिल जैविक सेंसर, सभी में एक छोटे, हल्के, towable पैकेज होगा कि, यह भी रखने के लिए जहाज पर चलती पाठ्यक्रम के रूप में इसे एकत्र हुए अपनी ऊर्ध्वाधर माप.

“यह लग रहा था वहाँ सरल हो सकता है के बीच तालमेल इन मौजूदा उपकरणों, डिजाइन करने के लिए एक साधन को दर्शाता है कि शारीरिक और जैविक जानकारी, और यह कर सकता है चल के रूप में अच्छी तरह से,” Freilich कहते हैं.

“तक पहुँचने के गहरे सागर”

कोर के EcoCTD है RBR Concerto लकड़हारा, एक सेंसर उपाय है कि पानी का तापमान, के रूप में अच्छी तरह के रूप में, चालकता है जो एक के लिए प्रॉक्सी सागर की लवणता. Profiler भी शामिल है एक नेतृत्व कॉलर प्रदान करता है कि पर्याप्त वजन करने के लिए सक्षम साधन के लिए मुक्त गिरावट के माध्यम से पानी के बारे में 3 मीटर की दूरी पर प्रति सेकंड-एक दर है कि साधन करने के लिए नीचे के बारे में 500 मीटर की दूरी पर सतह के नीचे के बारे में दो मिनट के लिए ।

“500 मीटर की दूरी पर है, हम कर रहे हैं तक पहुँचने के ऊपरी गोधूलि के क्षेत्र,” Freilich कहते हैं. “के euphotic क्षेत्र है जहाँ वहाँ पर्याप्त प्रकाश सागर में प्रकाश संश्लेषण के लिए, और है कि, के बारे में 100 200 मीटर की दूरी में सबसे अधिक स्थानों. तो हम कर रहे हैं तक पहुँचने के अंधेरे का सागर।”

एक और सेंसर, EcoPuck, अद्वितीय है करने के लिए अन्य UCTDs में है कि यह उपाय महासागर के जैविक गुण है । विशेष रूप से, यह एक छोटी सी, पक के आकार का जैव ऑप्टिकल सेंसर का उत्सर्जन करता है कि दो की तरंग दैर्ध्य के प्रकाश-लाल और नीले रंग की । सेंसर कब्जा किसी भी परिवर्तन में इन रोशनी के रूप में वे तितर बितर और के रूप में क्लोरोफिल युक्त पादप प्लवक प्रतिदीप्ति के जवाब में प्रकाश. अगर लाल बत्ती प्राप्त किया जैसा दिखता है एक निश्चित तरंगदैर्ध्य की विशेषता क्लोरोफिल, वैज्ञानिकों परिणाम निकालना कर सकते हैं की उपस्थिति पादप प्लवक पर एक दिया गहराई. विविधताओं में लाल और नीले रंग के प्रकाश में बिखरे हुए वापस सेंसर करने के लिए संकेत कर सकते हैं अन्य मामले में, पानी के रूप में इस तरह के अवसादों या मृत कोशिकाओं-राशि का एक उपाय कार्बन के विभिन्न गहराई में.

के EcoCTD शामिल हैं एक और सेंसर करने के लिए अद्वितीय UCTDs — रिंको III करते हैं, जो उपायों के ऑक्सीजन की एकाग्रता में पानी दे सकते हैं, जो वैज्ञानिकों के एक अनुमान कितना ऑक्सीजन ले जाया जा रहा है किसी भी माइक्रोबियल समुदायों में रहने वाले एक दिया गहराई और पार्सल का पानी ।

अंत में, पूरे साधन में encased है एक ट्यूब के साथ एल्यूमीनियम और संलग्न करने के लिए डिज़ाइन के माध्यम से एक लंबी लाइन के लिए एक चरखी की पीठ पर एक जहाज. जहाज के रूप में बढ़ रहा है, एक टीम ड्रॉप कर सकते हैं साधन पानी का उपयोग करें और चरखी का भुगतान करने के लिए बाहर लाइन पर एक दर है कि साधन बूँदें सीधे नीचे, यहां तक कि जहाज के रूप में दूर ले जाता है. के बाद के बारे में दो मिनट, एक बार यह तक पहुँच गया है, एक की गहराई के बारे में 500 मीटर की दूरी पर, टीम क्रैंक चरखी खींचने के लिए साधन वापस ऊपर, एक दर है कि साधन कैच अप करने के लिए जहाज के भीतर 12 मिनट. चालक दल के कर सकते हैं तो ड्रॉप साधन फिर से, इस समय से कुछ दूरी पर उनके पिछले dropoff बिंदु है ।

“अच्छी बात है, समय से हम अगले करने के लिए जाने डाली, हम कर रहे हैं 500 मीटर की दूरी पर है, जहां से हम पहली बार कर रहे थे, तो हम कर रहे हैं वास्तव में, जहां हम चाहते हैं नमूना करने के लिए अगले,” Freilich कहते हैं.

वे परीक्षण किया EcoCTD पर दो यात्राओं में 2018 और 2019, एक भूमध्य करने के लिए और अन्य अटलांटिक में, और दोनों ही मामलों में एकत्र करने में सक्षम थे दोनों शारीरिक और जैविक डेटा में एक उच्च संकल्प की तुलना में मौजूदा CTDs.

“के ecoCTD पर कब्जा कर रहा है ये महासागर की विशेषताओं पर एक सोने का मानक गुणवत्ता के साथ बहुत अधिक सुविधा और बहुमुखी प्रतिभा,” Freilich कहते हैं.

टीम को आगे परिष्कृत करें उनके डिजाइन, और उम्मीद है कि उनके उच्च संकल्प, आसानी से deployable है, और अधिक कुशल विकल्प हो सकता है अनुकूलित द्वारा दोनों वैज्ञानिकों की निगरानी करने के लिए महासागर के छोटे पैमाने पर प्रतिक्रिया करने के लिए जलवायु परिवर्तन, के रूप में अच्छी तरह के रूप में मत्स्य कि चाहते हैं का ट्रैक रखने के लिए एक निश्चित क्षेत्र की जैविक उत्पादकता.

इस अनुसंधान वित्त पोषित किया गया में भाग अमेरिका के कार्यालय की नौसेना अनुसंधान.



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