Table of Contents
چالش رو به رشد اسیدی شدن اقیانوس برای بررسی هیدروگرافی
اسیدی شدن اقیانوس، که توسط جذب سریع دی اکسید کربن انسان شناسی (CO2) از اتمسفر، اساساً در حال تغییر شیمی آب دریا در سراسر جهان است، برای بررسی هیدروگرافیک و دانشمندان دریایی، این تغییر شیمیایی یک نگرانی زیست محیطی انتزاعی نیست - آن را به طور مستقیم تهدید دقت، اطمینان و طول عمر اندازه گیری که نمودار آب، تحقیقات آب و زیرساخت های دریایی و همچنین تکنیک های ضروری برای انطباق داده های لایه آب و تجزیه و تحلیل استفاده از آن است.
اسیدی شدن اقیانوس: بنیاد شیمیایی
هنگامی که CO2 از اتمسفر آب شیرین را به آب دریا حل می کند، تحت یک سری واکنش قرار می گیرد که در نهایت غلظت یون های هیدروژن را افزایش می دهد، کاهش pH به خوبی درک می شود: CO2 + H2CO3 - HLT3 - 2H + CO32 - از زمان آغاز انقلاب صنعتی، میانگین pH جهانی کاهش یافته است - کاهش یافته است به دلیل کاهش میزان آلودگی محلی (F2.
فراتر از pH، اسیدی شدن دسترسی به یون های کربنات (CO32) را کاهش می دهد که برای ارگانیسم های calcifyifyify مانند مرجان ها، صدف و پلانکتون ضروری است، این کاهش اثرات کاتترینگ بر اکوسیستم های دریایی دارد، اما برای بررسی هیدروگرافیک، نگرانی های اولیه در چگونگی تعامل محیط شیمیایی تغییر یافته با ابزارها و چگونگی ارتباط خواص فیزیکی آب دریا - مانند سرعت صدا و تغییر pH و تغییر شیمی.
تاثیر مستقیم بر تجهیزات بررسی هیدروگرافی
نظرسنجی های هیدروگرافیک به شدت به سنسورهای الکترونیکی متکی هستند که هدایت (سالینیتی)، دما، فشار (عمی)، و پارامترهای شیمیایی مانند اکسیژن حل شده، نیترات و pH را اندازه گیری می کنند.این سنسورها به طور مداوم در آب دریا قرار می گیرند، اغلب برای ماه ها یا سالها بر روی محرک ها، گلیدرها و مشخصات کشتی سازی.
ویژگی های سنسور شیمیایی Drift و کالیبراسیون
الکترودهای حساس pH، به طور معمول غشاهای شیشه ای یا یون انتخاب شده، از حرکت و خطا در طول زمان رنج می برند. تحت شرایط pH پایین، میزان انحراف از استانداردهای کالیبراسیون می تواند با یک عامل دو یا سه پردازش داده های مکرر و غیر قابل اطمینان، پردازش شود.[۳]
کاهش مواد مسکن و کانکتور
آب دریا در pH 7.8-8.0 در حال حاضر به بسیاری از فلزات و پلیمرها آسیب می رساند، اما به عنوان pH به 7.6 یا پایین تر - سناریوی پیش بینی شده برای برخی از مناطق ساحلی توسط 2100 - نرخ خوردگی و پلیمر زدن به طور مستقیم افزایش می یابد. تیتانیوم و برخی از آلیاژهای ضد زنگ نسبتا انعطاف پذیر، اما کانکتورهای الکتریکی، O-rings و کیسه های قدیمی، به طور مستقیم به سیستم عامل های تعمیر و خرابی های تعمیر و تعمیر و مکرر منجر می شود.
چگونه اسیدی سازی سرعت صدا و عملکرد Sonar را تغییر می دهد
شاید مهم ترین تاثیر در عملیات هیدروگرافیک تغییر سرعت صدا در آب دریا باشد – پارامتر اساسی برای تمام روش های بررسی آکوستیک، از صداکنان تک-beam تا پسران چند لبه و مشخصات زیر پایین، صدا به درجه اول به دما، سالیت و فشار بستگی دارد، اما غلظت دی اکسید حل شده نیز یک اثر ثانویه را از طریق تراکم در تراکم و فشرده سازی اعمال می کند.
تغییرات در پروفایل سرعت صدا
افزایش اسیدیت تعادل بین دو کربن و یون های کربنات را تغییر می دهد که بر روی modulus های عمده آب دریا تأثیر می گذارد، اگرچه اثر مستقیم کوچک است - بر اساس سفارش 0.1-0.3 m /s در هر واحد pH 0.1 - آن را بر روی ستون آب انباشته می کند و می تواند اندازه گیری های عمق سوگیری را چندین سانتی متر در آب عمیق، مهمتر از آن، اسیدی شدن با گرم شدن و الگوهای تازه، سرعت منطقه ای که ممکن است از اندازه گیری های پایه ای متفاوت باشد.
مفاهیم Multibeam Bathymetry
صداپرنور نیاز به پروفایل سرعت صدا دقیق در صورت مبدل و در سراسر ستون آب و هوا برای اصلاح برای انفجار پرتو.اگر مشخصات مورد استفاده برای پردازش منعکس کننده شرایط اسیدی فعلی نیست، بنابراین شیب حاصل از آن می تواند تحریف شود - به ویژه در آب عمیق که خم شدن پرتوهای بیشتر تلفظ می شود.برای ویژگی های نقشه برداری دریایی با تحمل عمودی 0.1 -0.5 متر (همانطور که لازم است برای سازمان بین المللی بررسی دقیق است؛ بنابراین، باید به طور متوسط در SLT H.
تفسیر داده ها در شیمی اقیانوسی در حال تغییر
فراتر از تجهیزات و عملکرد سونار، اسیدی سازی اقیانوس تفسیر بسیاری از اندازه گیری های هیدروگرافیک را پیچیده می کند.برنامه های نظارت طولانی مدت که هدف آن شناسایی روند در مورفولوژی کف دریا، لایه آب یا چرخه های بیوشیمیایی باید اثرات اسیدی شدن را از تنوع طبیعی جدا کنند.
اندازه گیری شیمی کربنات
هنگامی که نظرسنجی هیدروگرافی شامل نمونه گیری آب برای کربن آلی محلول (DIC) یا کل قلیایی بودن، پارامترهای محاسبه شده - مانند pCO2 pH و اشباع آرگونیت - به تغییرات در سیستم کربناتی حساس هستند، زیرا اقیانوس ها CO2 را جذب می کنند، ظرفیت آب دریا کاهش می یابد، به این معنی که خطاهای کوچک در اندازه گیری (به عنوان مثال، ±1، باید زمان دقیق تر را به بررسی های اسید پردازش کنند، زیرا ISP می تواند به متغیرهای ETS CO2 برای تنظیم شده در حالت تجزیه و تحلیل های غیر فرآوری شده باشد.
تشخیص تغییر بیاس
بررسی های چند پرتوی از همان منطقه - برای مثال، هیدرو برای نظارت بر حمل و نقل رسوبی یا خطرات فرود آمدن زمین زیردریایی - بستگی به این فرض که محیط سرعت صدا بین دوره های زمانی سازگار است، اگر ترکیب شیمیایی ستون آب به اندازه کافی تغییر کرده است تا مسیر صوتی را تغییر دهد، تغییرات عمق ظاهری چند سانتی متر ممکن است به عنوان تغییر واقعی مورفولوژیک تفسیر شود، این به ویژه برای نظارت بر مناطق استاندارد و یا پروتکل های پارامتری بالا، که در آن ها و پروتکل های تجزیه و تجزیه و تحلیل می شود، که در آن ها، که در آن ها، که در آن ها، به طور دقیق تر از نظر می شود، به طور دقیق است.
مسیرهای آینده: Adapting هیدروگرافی
پرداختن به تاثیر اسیدی شدن اقیانوس نیازمند یک رویکرد چند جانبه است که مهندسی سنسور، جذب داده ها و تنظیمات عملیاتی را در بر می گیرد.جامعه هیدروگرافیک در حال حاضر با نوآوری در علوم مواد و توسعه الگوریتم پاسخ می دهد.
توسعه تکنولوژی های سنسور اسید-Resistant Sensor
تلاش ها برای جایگزینی الکترودهای pH شیشه ای با ترانزیستورهای جامد (ISFETs) و سنسورهای نوری که کمتر مستعد حرکت و قوی تر برای شرایط جامد هستند، گسترش می یابد؛ این سنسور های نسل بعدی می توانند به طور مداوم برای ماه ها با حداقل کالیبراسیون، به طور قابل توجهی بهبود قابلیت اطمینان سیستم عامل های مشاهده خودکار (LT0) - پوشش کربن (ARIF) - اسید آمینه (فاکسی) - کامپوزیت های اسیدی (فاکسی) و اسید آمینه3)
روش های اصلاح داده ها پیشرفته
بررسی کنندگان اکنون می توانند از آب و هوای pH منطقه ای و اندازه گیری های pH زمان واقعی برای تنظیم پروفایل های سرعت صدا قبل از پردازش داده های چندbeam استفاده کنند. تکنیک های جدید تر صوتی همچنین اجازه می دهد که حالت شیمیایی ستون آب در مورد وسایل نقلیه مستقل (AUV) از زمان سفر حذف شود و یک حلقه بازخورد برای اصلاح محصولات ضد بارداری فراهم کند.
حمایت های همکاری و سیاست
هیچ موسسه واحدی نمی تواند چالش های اسیدی شدن اقیانوس را به تنهایی حل کند.همکاری بین دفاتر هیدروگرافیک، مراکز تحقیقاتی اقیانوس شناسی و آژانس های نظارت محیط زیست برای به اشتراک گذاری داده ها، ابزارهای کالیبره و توسعه استانداردهای یکپارچه مانند مراکز تحقیقات اقیانوسی آژانس بین المللی انرژی برای به اشتراک گذاری اطلاعات استاندارد و برنامه های انطباق مواد شیمیایی، تضمین می کند.
نتیجه گیری: فراخوانی برای سازگاری فعال
اسیدی شدن اقیانوس یک مشکل آینده نیست - در حال حاضر بر دقت، هزینه و تفسیر نظرسنجی های هیدروگرافیک تأثیر می گذارد، همانطور که انتشار CO2 ادامه می یابد، سرعت تغییرات شیمیایی تسریع می شود، و حتی خواستار هوشیاری بیشتر از جامعه هیدروگرافیک با سرمایه گذاری در تکنولوژی سنسور انعطاف پذیر، بهبود روش های اصلاح داده ها و تقویت همکاری بین المللی، بررسی ها می توانند استانداردهای بالا را حفظ کنند که ایمنی ناوبری و نیاز به درک قابل اعتماد دارند، سازگاری داده های قابل توجه، اما سازگاری با استفاده از طریق داده های قابل اعتماد، می تواند ادامه دهد.