Датчики температуры моря – приборы во многом незаменимые и активно использующиеся специалистами-океанологами по всему миру.
В данной информационной статье мы хотим рассказать, как измеряется температура океана и какие для этого подходят приборы.
Если же Вам нужно заказать оборудование – просто отправьте нам запрос на электронную почту.
Температура океана
Температура океана – один из основных параметров среды, играющий важную роль в глобальном климате планеты, образовании и движении течений и жизни гидробионтов.
Температура поверхности моря (или ТПМ) – наиболее частая цель исследований. Под данным термином подразумеваются слои воды исключительно вблизи поверхности водных бассейнов – от 1 миллиметра до 20 метров.
С помощью спутников возможно измерять температуру поверхности моря (ТПМ) на глубине от примерно 10 мкм под поверхностью (инфракрасные диапазоны) до 1 мм (микроволновые диапазоны) с помощью специальных радиометров.
Пространственные закономерности ТПМ раскрывают структуру базовой динамики океана, такую как океанские фронты, водовороты, прибрежный апвеллинг и обменные процессы между прибрежным шельфом и открытым океаном.
Примечание. Апвеллинг – это океанографическое явление, которое включает в себя вызванное ветром движение плотной, более холодной и обычно богатой питательными веществами воды из глубоководья к поверхности океана. Он заменяет более теплые и обычно бедные питательными веществами поверхностные воды. Богатая питательными веществами восходящая вода стимулирует рост и размножение первичных продуцентов, таких как фитопланктон.
ТПМ является жизненно важным компонентом климатической системы, поскольку она оказывает большое влияние на обмен энергией и газами между океаном и атмосферой. Обмен теплом и влагой является основным фактором глобальных погодных систем и климатических моделей.
Под «температурой океана» без каких-либо уточнений понимают данный параметр на глубинах более 20 метров. Данная зона сильно стратифицирована – смешения течений, разный химический состав и доступность солнечной радиации приводят к крайней неоднородности этой среды.
На больших глубинах температурные параметры достаточно однородны и держатся в пределах 0-3 °C, а соленость составляет около 3,5% или 35 ppt. Это наиболее труднодоступная область для исследований, требующая применения узкоспециализированного оборудования.
Датчики и оборудование для измерения температуры моря
До 1980-х годов измерения температуры поверхности моря (ТПМ) производились с помощью приборов на береговых линиях, кораблях и мониторинговых буях. Первым автоматизированным методом контроля было измерение воды, протекающей через специальные входные порты океанских судов.
Хотя этот метод позволил получить значительное количество полезных данных, у него были некоторые недостатки. Глубина расположения входных портов разных судов может значительно различаться от судна к судну. В стратифицированном океане разные глубины могут иметь разные физические и химические характеристики. Этот метод также привел к тщательному отбору проб вдоль основных судоходных маршрутов, но к нехватке информации о подавляющем большинстве вод мирового океана.
С 1980-х годов большая часть информации о глобальной температуре поступает из спутниковых наблюдений.
Движение электрически заряженных частиц производит электромагнитное излучение различных длин волн. Электромагнитный спектр охватывает диапазон этих длин волн. От самой длинной к самой короткой общие категории длин волн: радио, микроволновое излучение, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение.
Океан и большинство других объектов испускают излучение в инфракрасном и микроволновом диапазонах. Амплитуда этих длин волн меняется в зависимости от температуры океана и, следовательно, может использоваться для ее измерения. Спутниковые датчики могут измерять эти диапазоны из космоса. Инфракрасное излучение океана исходит из верхних 10 микрон поверхности. Микроволновое излучение исходит из самого верхнего 1-миллиметрового слоя. Инфракрасные спутниковые датчики имеют лучшее пространственное разрешение, но более восприимчивы к загрязнению облаками, чем микроволновые. Это происходит из-за поглощения инфракрасной энергии, излучаемой океаном, облаками.
Сегодня в дополнение к спутниковым и судовым измерениям в океанах используются тысячи мониторинговых буев, измеряющих как температуру, так и соленость среды. Они используются для проверки данных от спутниковых приборов в дополнение к отбору проб по всей толе воды.
Как измеряется температура океана на глубине более 5 метров?
Данные о глобальной температуре океана под поверхностью в основном измеряются с помощью швартовных установок и дрифтеров.
Швартовные установки хороши для измерения периодических изменений по значительной глубине водной толщи и одного конкретного местоположения. На таких установках можно разместить значительное количество оборудования, включая датчики CTD (глубины, температуры и проводимости), пиранометры для контроля солнечной радиации и многое другое.
Большинство данных о температуре более глубокого океана измеряются с помощью дрифтеров. Сегодня в океане насчитывается более 3000 дрифтеров.
Дрифтер или дрейфующий буй — это океанографическое устройство, плавающее на поверхности моря для исследования морских течений путем отслеживания его местоположения. Они также могут измерять другие параметры, такие как температура поверхности моря, соленость, барометрическое давление и высота волн. Современные дрифтеры обычно отслеживаются с помощью спутника, часто через GPS. Иногда их называют лагранжевыми дрифтерами, поскольку они перемещаются по океану вместе с течениями.
Основные компоненты дрифтера включают поверхностные поплавки для плавучести, подводные якоря, обеспечивающие движение прибора вместе с течением и нивелирующие воздействие ветра, приборы (например, приборы для сбора данных, передатчики для передачи собранных данных и устройства GPS) и водонепроницаемые контейнеры для них.
Дрифтеры обычно бывают поверхностными или глубоководными. Поверхностные дрифтеры остаются в верхнем метре водной толщи, а глубоководные дрифтеры подвешены примерно на 15 метров ниже поверхности воды для отслеживания подповерхностных течений.
Океанические дрифтеры обычно размещаются в определенном месте в океане, а затем опускаются на заданную глубину, где они регистрируют временной ряд температуры воды, двигаясь по течениям на этой глубине. Одним из недостатков дрифтеров является то, что большинство из них отключают свои датчики на глубине между 5 м и поверхностью, чтобы избежать биологического обрастания.
Если необходимо измерить под водой определенную область или точку интереса, можно использовать автономные плавательные средства и/или различные ТНПА, выполненные в виде торпеды. Они несут устройства для регистрации температуры вместе с датчиками глубины и солености, часами и GPS-навигаторами. Часто такие решения позволяют ученым планировать определенные маршруты для проведения измерений.
Датчики температуры моря из нашего каталога
В нашем каталоге представлены решения для длительного автономного мониторинга температур в пресной и соленой воде.
Одним из таких решений является многопараметрический зонд ХА-137 Ортокон.
Это решение позволяет проводить исследования на глубинах до 250 метров. Датчик температуры и глубиномер являются стандартными встроенными измерителями. Также в данной модели предусмотрено 7 свободных слотов для подключения различных датчиков качества воды. Среди них:
- электропроводность (с пересчетом в соленость);
- мутность;
- насыщение кислородом;
- флуоресценция хлорофилла;
- флуоресценция фикоцианина;
- CDOM;
- кислотность (pH);
- ОВП;
- Углеводороды;
- Сырые нефтепродукты.
Изделие работает от комплекта съемных аккумуляторов. Интересной функцией является беспроводная работа с прибором на значительном расстоянии с помощью веб-сервера по WiFi.
Датчики температуры моря АкваТаб-102 – одно из наиболее компактных решений, при этом отличающееся хорошим качеством получаемых данных. Это автономные регистраторы с собственной памятью и источником питания, надежные и высокопрочные.
Размеры примерно с пуговицу позволяют установить его там, где невозможно использовать обычные датчики.
Максимальная разрешающая способность в 0,0625°С и полная герметичность, а также объем памяти до 8000 измерений могут сделать его отличным выбором для исследований температуры поверхности моря. Если необходимо погружение на большие глубины – изделие оснащается специальным защитным корпусом.
В комплекте идет специальный считыватель для прямого подключения к ПК через USB-разъем.
Заказать регистраторы температуры моря с гарантией 2 года
Вам требуется профессиональная консультация по подбору измерительного оборудования? Нужно подобрать комплект приборов или разработать индивидуальное решение? Хотите запросить регистраторы температуры моря с доставкой в Ваш регион?
Наши специалисты помогут Вам в решении любых вопросов – просто напишите нам на электронную почту.
Мы также предлагаем опциональный сервис: выезд сотрудника, обучение работе с регистраторами, поверка и калибровка датчиков, разработка решений по ТЗ заказчика, консультация по подбору оборудования.