Dysk Secchiego
Dysk Secchiego (lub dysk Secchiego ), stworzony w 1865 roku przez Angelo Secchiego , jest zwykłym białym, okrągłym dyskiem o średnicy 30 cm (12 cali), używanym do pomiaru przezroczystości lub zmętnienia wody w zbiornikach wodnych. Dysk jest montowany na tyczce lub linie i powoli opuszczany w wodzie. Głębokość, na której dysk przestaje być widoczny, jest miarą przezroczystości wody. Miara ta jest znana jako głębokość Secchiego i jest związana z mętnością wody . Od czasu wynalezienia dysku był również używany w zmodyfikowanej, czarno-białej konstrukcji o mniejszej średnicy 20 cm (8 cali) do pomiaru przezroczystości słodkiej wody.
Podobne dyski, z czarno-żółtym wzorem, są używane jako znaczniki odniesienia na pojazdach w testach zderzeniowych , manekinach do testów zderzeniowych i innych eksperymentach kinetycznych.
Historia
Oryginalny dysk Secchi był zwykłym białym dyskiem i był używany w Morzu Śródziemnym . Obecnie zwykły biały dysk Secchiego o średnicy 30 cm (12 cali) pozostaje standardowym projektem używanym w badaniach morskich. W 1899 roku George C. Whipple zmodyfikował oryginalny całkowicie biały dysk Secchiego na „… dysk o średnicy około 8 cali, podzielony na ćwiartki pomalowane na przemian na czarno i biało, jak cel pręta poziomu…”. Ten zmodyfikowany czarno-biały dysk Secchiego jest standardowym dyskiem używanym obecnie w badaniach limnologicznych (wody słodkiej).
Głębokość Secchiego
Głębokość Secchiego zostaje osiągnięta, gdy współczynnik odbicia jest równy intensywności światła odbitego od wody. Ta głębokość w metrach podzielona na 1,7 daje współczynnik tłumienia (zwany także współczynnikiem ekstynkcji ) dla dostępnego światła uśrednionego na głębokości dysku Secchiego. Chociaż jest używany jako zmienna, współczynnik ekstynkcji jest również używany jako zmienna dla zmętnienia. Współczynnik tłumienia światła, k, można następnie wykorzystać w postaci prawa Beera-Lamberta ,
0 oszacować I z , intensywność światła na głębokości z z I , intensywność światła na powierzchni oceanu.
Odczyty dysku Secchiego nie zapewniają dokładnej miary przezroczystości, ponieważ mogą wystąpić błędy z powodu blasku słońca na wodzie lub jedna osoba może zobaczyć dysk na jednej głębokości, ale inna osoba z lepszym wzrokiem może zobaczyć go na większej głębokość. Jest to jednak niedroga i prosta metoda pomiaru przejrzystości wody. Ze względu na możliwość różnic między użytkownikami, metody powinny być w jak największym stopniu znormalizowane.
Pomiar krążka Secchiego należy zawsze wykonywać poza zacienioną stroną łodzi lub doku między 9:00 a 15:00. Okres najlepszych wyników to między 10:00 a 14:00. Ten sam obserwator powinien za każdym razem wykonywać pomiary głębokości Secchiego w ten sam sposób. Do pomiaru można podejść, opuszczając dysk poza punkt zaniku, a następnie podnosząc go i lekko opuszczając, aby ustawić głębokość Secchiego. Inną metodą jest zarejestrowanie głębokości, na której dysk znika, opuszczenie go o kolejne kilka stóp, a następnie zarejestrowanie głębokości, na której dysk pojawia się ponownie, gdy jest powoli wydobywany. Głębokość Secchiego przyjmuje się jako średnią z dwóch wartości.
Pomiary dysku Secchiego są od pewnego czasu integralną częścią programów oceny jakości wody w jeziorach w Minnesocie i Wisconsin ; mieszkańcy jezior dokonują okresowych pomiarów i przesyłają swoje odczyty agencjom stanowym i lokalnym. Zagregowane dane podłużne są wykorzystywane do ujawnienia ogólnych trendów w jakości wody. Podobnie program Indiana Clean Lakes Program szkoli i polega na ochotnikach do monitorowania zmętnienia w ponad 80 jeziorach Indiany za pomocą dysków Secchi i wykorzystuje dane przesłane przez wolontariuszy do monitorowania jakości jezior w stanie.
W 2013 roku zespół naukowców zajmujących się morzem stworzył ogólnoświatowy obywatelski program naukowy Secchi Disk dla marynarzy w celu badania fitoplanktonu morskiego. To trwające naukowe badanie Secchi Disk łączy tradycyjny biały dysk Secchi o średnicy 30 cm z technologią mobilną w celu przesyłania danych o głębokości Secchi zebranych z morza do centralnej bazy danych. Pierwsze naukowe wyniki badań zostały opublikowane w 2017 roku. Badanie Secchi Disk rozpoczęto w odpowiedzi na kontrowersyjny raport naukowy, który sugerował, że fitoplankton, który wpływa na przejrzystość wody, zmniejszył się o 40% w oceanach w latach 1950-2008.
Pomiary dysku Secchiego nie wskazują, jak zmienia się tłumienie wraz z głębokością lub określonymi długościami fali światła. Fotometry podwodne mogą działać na głębokości 150 m (492 stóp) i rejestrować widzialne, ultrafioletowe i podczerwone części widma. Turbidymetry i transmisjometry mają własne źródła światła i mogą mierzyć przezroczystość z naukową dokładnością.
Zobacz też
Dalsza lektura
- Preisendorfer, RW (1986). „Nauka o dysku Secchiego: optyka wizualna wód naturalnych”, Limnol. Oceanogr. 31: 909–926
- Hou, Weilin i in. (2007). „Dlaczego dysk Secchi znika? Perspektywa obrazowania” , opt. Wyrazić. 15: 2791–2802.
- Wernand, MR (2010). „O historii dysku Secchiego” J. Eur. Optować. soc. Szybkie publikacje 5. doi:10.2971/jeos.2010.10013s
- Lee, Z.-P. i wsp. (2015). „Głębokość dysku Secchiego: nowa teoria i mechanistyczny model widoczności pod wodą”, Rem. Sens Envi. 169: 139–149.