الأجهزة المستعملة في دراسة قاع المحيط

من الأجهزة المستعملة في دراسة قاع المحيط

• الرادارات عالية التردد (HFR).
• SeaGliders.
• Underwater Hydrophone.
• بطاقات Clod.
• ROVs.
• القياس عن بعد للحيوانات.
• Satellite Oceanography.
• نظام العوامة.
• Drifters.
• نظم المعلومات الجغرافية (GIS).
• السونار.

تعتبر دراسة قاع المحيط والتنبؤ بحالات البحار وفهم تلوث المحيطات والمناخ والتغيرات في التيارات وسلوك الكائنات البحرية وما إلى ذلك من الأمور الهامة لصناعة النقل البحري واتخاذ الاحتياطات اللازمة، لذلك تتعدد الأجهزة المستعملة في دراسة قاع المحيط والبحار، ولعل أبرزها ما يلي:

الرادارات عالية التردد


(HFR):

وهو جهاز مفيد في عمليات البحث والإنقاذ، حيث يعمل على قياس سرعة واتجاة التيارات التي تتكون على سطح المحيطات بمسافة بضعة كيلومترات من الشاطئ إلى 200 كيلومتر؛ وذلك عن طريق إرسال الإشارات إلى البحر وتقوم مياه سطح البحر بقياس الإنزياح ويعطي السرعة والإتجاه، ويتم وضع هذا الجهاز مباشرة في الماء بواسطة أفراد طاقم السفينة لقياس السرعات الحالية، فيتميز الجهاز بقياس المظهر الجانبي الحالي لمساحة كبيرة من سطح الماء في وقت واحد مع إظهار جميع التفاصيل المطلوبة والتي لا تستطيع حتى الأقمار الصناعية القيام بها، والجدير بالذكر أن هذا الجهاز هو مكون أساسي في موقع الويب Sccoos وهو موقع متخصص في عرض الظروف البيئية للموانئ والسفن في لوس أنجلوس ولونج بيتش للمساعدة في النقل البحري.

SeaGliders


:

هو جهاز عبارة عن مركبة أو طائرة شراعية تعمل في قاع المحيط بدون قائد، ويمكن أن تعمل على أعماق تصل إلى 1000 متر تحت سط الماء وضغط بدن السفينة أثناء غرقها بما يتناسب مع ضغط مياه البحر الطبيعية، وتتحرك في الماء عن طريق نمط يشبه سن المنشار ويسطح بانتظام لتحديد موقعه باستخدام الـ(GPS)، ويوجد بالجهاز مستشعرات داخلية لتحديد اتجاه المركبة وعمقها أثناء الغوص في قاع المحيط، كما يوجد مستشعرات خارجية لمسح المحيط وتجميع البيانات الأوقيانوغرافية.

Underwater Hydrophone


:

وهو جهاز تم تصميمه بهدف دراسة قاع المحيط واكتشاف الأصوات الخاصة بتلك المنطقة؛ وذلك عن طريق الخاصية الكهروضغطية التي تنتج تيارًا كهربائيًا صغيرًا عند تعرضها لتغيرات الضغط تحت الماء، وعندما تتعرض لأصوات من أي اتجاه تحت الماء فإنها تنتج إشارات تتميز بجهدها الصغير في نطاق واسع من الترددات ويتم قياس الأصوات الموجودة في

قاع المحيط

عن طريق تضخيم وتسجيل هذه الإشارات الكهربائية، كما أن هذا الجهاز يستخدم في عدد كبير من تقنيات الصوت المستخدمة تحت الماء مثل  Sonobuoys وCabled hydrophones وautonomous hydrophones.

بطاقات


Clod


:



وهي بطاقات تأتي على شكل شبة المنحرف متماثلة على شكل مكعبات، وتتكون بشكل أساسي من المرمر أو الجص، وهي تعمل على دراسة التدفق في قاع المحيط، كما يمكن استخدامها في قياس العديد من المهام الأخرى في البحر، وتتمثل فكرة عملها في أنها لها وزن محدد ويتم نشرها في قاع المحيط باستخدام الغواصات أو المركبات ROVs أو عن طريق الغواصين، وبعد مدة زمينة محددة تتراوح من يوم إلى يومين يتم جمعها وتجفيفها وإعادة وزنها وتحديد الوزن المفقود من كل بطاقة؛ وبعد قياس الوزن الدقيق المفقود يمكننا استنتاج الكتل التي تعرضت لتدفق ماء أكبر و فقدت وزنًا أكبر من تلك التي تفقد وزنًا أقل.

ROVs


:

هي عبارة عن مركبة أو غواصة تشبه الروبوت تعمل تحت الماء بدون قائد عن بعد عن طريق إنشاء اتصال بين المشغل والمركبة، وهي تعمل على أخذ العينات بهدف جمع أنواع مختلفة من البيانات من قاع المحيطات عن طريق أجهزة الاستشعار وأدوات معينة مخصصة في ذلك، كما انها مجهزة بأحدث التكنولوجيا ويوجد بها إضاءة وكاميرات فيديو للتسجيل تحت القاع.

القياس عن بعد للحيوانات:

وهي عبارة عن وضع جهاز معين على الحيوانات مثل أسماك القرش والسلاحف البحرية والفقمات والحيتان بهدف دراسة تفاعل الحيوانات تحت قاع المحيطات وذلك لفهم المحيط الشاسع وتحديات تغير المناخ والتلوث البيئي البحري، وتم استخدام هذا الجهاز لأول مرة في عام 1990، ويزود الجهاز بأجهزة استشعار تتعقب الحيوانات وتجمع البيانات من المناطق التي يتعذر الوصول إليها من قِبل الغواصين والأجهزة في المحيط، أو في الأماكن التي تكون فيها طرق الاستشعار الأوقيانوغرافية التقليدية ليس لها فائدة إقتصاديًا أو تقنيًا.

Satellite Oceanography


:

وهو جهاز يعتمد على الأقمار الصناعية وهدفه الرئيسي هو إقامة الاتصالات من المحيطات إلى الأرض ومراقبة المحيطات ودراسة ما يدور في الأعماق، كما يعطي القمر الصناعي أيضًا بيانات عن لون المحيط مما يساعد على تحديد أثر الفيضانات على السواحل وموعدها، كما يساعد في دراسة تكاثر الطحالب، وفي الفترة الأخيرة تم تزويد خاصية قياس ارتفاع سطح البحر و

قياس سرعة الرياح

واتجاهها عن طريق تكنولوجيا الاستشعار عن بعد بالأقمار الصناعية، كما وتوفر الأقمار الصناعية صورًا لدرجة حرارة سطح البحر مما يساعد في معرفة أنماط دوران المياه والعواصف الكبرى مثل الأعاصير للمساعده في صناعة النقل البحري في المحيطات، وتوفر أيضًا معلومات عن الشعب المرجانية المنتشرة في قاع المحيطات والموائل الساحلية والبيئات البحرية.

نظام العوامة:

وهو نظام يتكون من مجموعة أجهزة عائمة في البحر، ويحتوي على أجهزة استشعار مختلفة يتم استخدامها في جمع المعلومات حول البحر وقاعه والظروف البيئية الخاصة به، مثل درجة حرارة سطح البحر والسرعة الحالية والرطوبة وإتجاه الموجة وسرعة الرياح واتجاهها وما إلى ذلك،  ويتم إرسال كل تلك البيانات إلى المحطات الساحلية المخصصة عن طريق القمر الصناعي، وفي أحدى الأنظمة التي تسمى بـ(Tsunami Buoy) الذي يحتوي على مكون يسمى مسجل الضغط السفلي (BPR) وهو مزود بجهاز استشعار للضغط، والذي يقوم بقياس الضغط في قاع المحيط ويتنبأ بارتفاع المياه فوق قاع البحر.

Drifters


:

وهو جهاز مخصص لدراسة التيارات المحيطية العالمية وتأثيراتها وقياس أنماط دوران المحيط في الوقت الفعلي، ويتم قياس البيانات وإرسالها عبر القمر الصناعي الذي بدوره ينقلها إلى محطات الاستقبال حيث تتم معالجة البيانات، ويمكن إضافة بعض المستشعرات الأخرى في الجهاز للحصول على مزيد من المعلومات من البحر حسب الحاجة لقياس درجة الحرارة ودرجة الملوحة وسرعة الرياح والضغط ولون المحيط.

نظم المعلومات الجغرافية (


GIS


):

وهو جهاز يعمل على الكومبيوتر مهمته الأساسية إلتقاط وتخزين وفحص وعرض البيانات الجغرافية حول المحيط وقاعه، حيث يمكننا بنقرة واحدة على الجهاز الحصول على نظام المعلومات الجغرافية وصوراً للمنحدرات والتضاريس تحت قاع المحيط والطحالب والشعب المرجانية وأنواع الحيوانات في قاع المحيط وفي أي موقع من المحيط، كما تتميز نظم المعلومات الجغرافية بإعطاء المدخلات الرقمية.

السونار:

والسونار أو الموجات الصوتية هي تقنية تستخدم ذبذبات الموجات الصوتية في العثور على الأشياء في الماء والتعرف عليها ودراستها، وتم استخدامها لأول مرة في الحرب العالمية الأولى، وقد تطورت في الستينات مع تطور أجهزة الكمبيوتر الرقمية وتطور تخطيط بيانات السونار، وتوجد الموجات الصوتية في الماء مخففة بدرجة أقل من من الموجات الكهرومغناطيسية، ويتم تصنيف السونار إلى نوعان “نشط وسلبي”، ففي الموجات النشطة تصدر محولات الطاقة إشارة صوتية وتكتشف أي جسم في حالة انعكاس الموجة الصوتية على جهاز الاستقبال، أما الموجات السلبية يتم استخدامها في الكشف عن الضوضاء الصادرة عن الغواصات أو السفن أو الحيوانات البحرية.[1][2]