Actualización de la ciencia en vivo: Las mediciones acústicas determinan la dinámica de la columna de agua con la tecnología LADCP

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Originalmente publicado en el Blog de GOSHIP I07. Autor: Amanda Fay

¡El tiempo vuela! Después de tantas semanas en el mar, me alegra informar que los espíritus están altos y que todo el mundo sigue la corriente. Hablando de flujo... ¡aprendamos sobre las corrientes!

Así que estoy aquí como la única persona a cargo del LADCP o Perfilador de Corriente Doppler Acústico Reducido, aunque recibo mucha ayuda de Jay y Andy. Estos instrumentos están unidos al marco de la roseta y utilizan el efecto Doppler de las ondas sonoras para medir la velocidad del agua en toda la columna de agua. Los ADCP son muy comunes en el trabajo oceanográfico y también pueden ser utilizados en un montaje anclado en el fondo marino, así como montado en los muros de mar o en los pilotes de los puentes. Los barcos también tienen frecuentemente ADCPs fijados a sus cascos, lo que les permite tomar medidas de corriente constante a medida que el barco se mueve.

En nuestro caso, usamos LADCP, lo que significa que los instrumentos se bajan hasta el fondo del océano y luego se suben para obtener un perfil completo de la columna de agua. Hay dos instrumentos LADCP en la plataforma, uno que mira hacia abajo (el maestro) y otro que apunta hacia arriba (el esclavo), así como un paquete de baterías que proporciona a los instrumentos energía durante su viaje oceánico de casi 4 horas (dependiendo de la profundidad del molde) en cada estación de muestreo. Cuando los instrumentos están en la cubierta entre las estaciones, ellos y la batería están conectados a la energía del barco a través de un tren de largos cables negros.

Entonces, ¿qué hago? Unos 15 minutos antes de llegar a la estación de muestreo, voy al laboratorio adyacente a la bahía de muestreo y comienzo el proceso de poner en marcha estos instrumentos en preparación para su próxima inmersión en el agua. Compruebo su estado, borro sus archivos actuales para hacer sitio a los nuevos datos, y luego los preparo para empezar. Comienzan a "pinchar" y unos minutos después están en el agua.

El ADCP mide las corrientes de agua con sonido utilizando los principios del efecto Doppler. Las ondas sonoras tienen una frecuencia más alta cuando se mueven hacia

que cuando se alejan de ti. El ADCP funciona transmitiendo "pings" a una frecuencia constante mientras está en el agua. A medida que las ondas de sonido viajan, rebotan en partículas en el agua como el limo o el plancton. El sonido reflejado es entonces rebotado al instrumento. Las ondas reflejadas de una partícula que se aleja del instrumento envían de vuelta una frecuencia ligeramente menor, mientras que los reflejos de las partículas que se mueven hacia el instrumento envían de vuelta ondas de frecuencia ligeramente más altas. La diferencia entre lo que se envía y lo que recibe el instrumento se llama el desplazamiento Doppler. El instrumento utiliza este desplazamiento para calcular la velocidad con la que se mueven la partícula y el agua a su alrededor.

Cuando los instrumentos vuelven a la cubierta, reconecto la energía a ellos y a la batería y empiezo a descargar los preciosos datos que contienen. Se hace un control de calidad inmediato para asegurar que las cosas se vean bien (los cables no se han estropeado, la batería está proporcionando suficiente energía, etc.). Más tarde, proceso los datos para ver qué tipo de corrientes estamos viendo en el agua. A veces esto muestra que necesito cambiar un instrumento (no es una hazaña pequeña, ya que son bastante pesados e incómodos). Actualmente tenemos un Master que está operando con sólo 3 de sus 4 haces en funcionamiento. Esto es ok- la redundancia es clave en este tipo de instrumentos y son capaces de trabajar con sólo 3 haces, pero no menos.

Y así es como usamos el sonido para medir el movimiento del océano.

  • Una vista completa de los instrumentos fijados en la plataforma. Los LADCP son los instrumentos amarillos y la batería es el gran cilindro que se encuentra delante del LADCP de abajo. Crédito de la foto: NOAA.
  • Las zonas bajas y altas están trazadas en naranja y verde respectivamente. Vemos una fuerte corriente superficial en esta estación en la parte baja. El comportamiento de la corriente puede proporcionar pistas relacionadas con la batimetría del fondo marino y mucho más.Crédito de la foto: NOAA.
  • La científica Amanda Fay en el proceso de cambiar al espectador entre estaciones.

Pies de foto

Desde la izquierda:

  1. Una vista completa de los instrumentos fijados en la plataforma. Los LADCP son los instrumentos amarillos y la batería es el gran cilindro que se encuentra delante del LADCP de abajo. Crédito de la foto: NOAA.
  2. Las zonas bajas y altas están trazadas en naranja y verde respectivamente. Vemos una fuerte corriente superficial en esta estación en la parte baja. El comportamiento de la corriente puede proporcionar pistas relacionadas con la batimetría del fondo marino y mucho más.Crédito de la foto: NOAA.
  3. Aquí estoy en el proceso de cambiar al espectador entre estaciones. Crédito de la foto: NOAA.