Новая системы измерения турбулентности в океане


Исследователи из г.Киль впервые успешно протестировали новый инструмент для измерения небольших завихрений в океане, так называемой турбулентности. Ученые из Института морских исследований им.Лейбница (IFMGEOMAR) теперь могут с помощью похожего на планер морского робота, так называемого глиссера, напрямую измерять завихрения в океане. Эти небольшие завихрения диаметром в несколько сантиметров оказывают значительное влияние на перемешивание и движение водных масс в океане. Эксперименты проводились во время экспедиции в тропической Атлантике с помощью немецкого исследовательского судна «METEOR».

Основным двигателем циркуляции мирового океана, которая как своего рода огромная транспортерная лента опоясывает мировой океан, являются очень маленькие вихреобразные колебания. Эти завихрения, которые можно обозначить понятием турбулентность, размером обычно от нескольких сантиметров до метра.

 


Их единственной целью является перемешивание водных масс различной плотности, при этом они переносят теплую воды с поверхности на глубину, а холодная вода, напротив, поднимается наверх. Турбулентность той или иной силы присутствует во всех регионах мирового океана. В очень редких явлениях энергия маленьких завихрений может быть повышена по отношению к обычным показателям в сто миллионов раз. К огорчению исследователей турбулентности это как раз те явления, которые отвечают за перемешивание и за связанный с ними перенос теплой воды на глубину. Изучение и наблюдение океанических процессов перемешивания имеет большое значение для более чем 300 исследователей по всему миру.

Из-за быстрых, но небольших колебаний для измерения турбулентности требуются очень быстрые датчики и высокая скорость передачи информационного потока. При этом важно, чтобы сама измерительная система была свободна от высокочастотных колебаний, т.к. они могут восприниматься датчиками как завихрения воды. До сих пор чаще всего применялись свободнопадающие зонды, так называемые профайлеры турбулентности. Их выпускали с исследовательского судна, и они медленно погружались во время измерений. На одном месте необходимо провести много измерений, чтобы уловить очень редкие явления перемешивания, отличающиеся высокой энергией. Все это делало подобные исследования очень затратными как с временнόй, так и с финансовой точки зрения.

 

«На первом участке восьмидесятого путешествия немецкого исследовательского судна «METEOR» мы успешно применили новую измерительную систему турбулентности», -рассказывает д-р Маркус Денглер из IFMGEOMAR. «Система состоит из одного самопишущего зонда, установленного на глиссере», — продолжает Денглер.

Глиссер, океанический планер, может продвигаться самостоятельно из-за изменений собственного объема, чтобы достичь заданных позиций в океане. Эта очень новая измерительная станция применяется исследователями из Киля всего лишь в течение последних нескольких лет. Во время скольжения в воде самопишущий зонд регистрирует 500 показателей температуры течения и содержания соли в секунду, на основании которых можно определить энергию небольших турбулентных завихрений. Одновременно высокочастотные колебания самого глиссера учитываются с помощью датчиков ускорения.

«Во время нашего научного путешествия мы впервые могли опробовать измерительную систему турбулентности по всему миру», — говорит руководитель экспедиции д-р проф. Петер Брандт. «Теперь возможно в течение долгого времени, до одного месяца, непрерывно брать пробы энергии турбулентности в водяном столбе, не затрачивая на это дополнительного времени движения корабля. На основании этой продолжительной записи данных мы получим очень точное представление о турбулентных процессах перемешивания воды», — продолжает проф. Брандт. «С помощью этих данных мы надеемся лучше понять циркуляцию в океане, а, следовательно, и наш климат».

http://www.ifm-geomar.de/index.php?id=537&tx_ttnews[tt_news]=484&tx_ttnews[backPid]=551&cHash=26fa8e546a 

 

Be the first to comment on "Новая системы измерения турбулентности в океане"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*