Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Изображение Гольфстрима, полученное спектрорадиометром среднего разрешения . Эти ложные цвета в изображении представляют собой « температуру яркости » наблюдаемую в верхней части атмосферы в диапазоне 10.780-11.280 мкм. Значения яркостной температуры представляют тепловое излучение от сочетания морской поверхности и вышележащей влажной атмосферы.
Флюоресцеиновый в реке Чикаго на в день Святого Патрика (добавлено для празднования, а не калька).

Индикатор потока - это любое свойство жидкости, используемое для отслеживания потока , величины, направления и характера циркуляции. Индикаторы могут иметь химические свойства, такие как радиоактивный материал , или химические соединения, физические свойства, такие как плотность, температура, соленость или красители, и могут быть естественными или искусственно индуцированными. Индикаторы потока используются во многих областях, таких как физика, гидрология , лимнология , океанография , исследования окружающей среды и атмосферные исследования.

Консервативные индикаторы остаются постоянными после посылок жидкости, тогда как реактивные индикаторы (например, соединения, вступающие во взаимную химическую реакцию) со временем растут или распадаются. Активные индикаторы динамически изменяют поток жидкости, изменяя свойства жидкости, которые появляются в уравнении движения, такие как плотность или вязкость , в то время как пассивные индикаторы не влияют на поток. [1]

Использование в океанографии [ править ]

Индикаторы океана используются для вывода мелкомасштабных структур потока, крупномасштабной циркуляции океана , образования и изменения водных масс, «датировки» водных масс, а также накопления и поглощения углекислого газа. [2] [3]

Индикаторы, такие как температура, соленость, плотность и другие консервативные индикаторы, часто используются для отслеживания течений, циркуляции и перемешивания водных масс. [ необходима цитата ] Интересным примером был случай, когда 28 000 пластиковых уток упали за борт с контейнеровоза посреди Тихого океана. В последующие двенадцать лет океанографы зафиксировали места, где уток выбросило на берег, в нескольких тысячах миль от места разлива, и эти данные использовались для калибровки и проверки схем циркуляции северного тихоокеанского круговорота . [4]

Переходные индикаторы меняются со временем, такие как радиоактивный материал ( тритий и цезий-137 ) и химические концентрации ( CFCs и SF6 ), которые используются для датирования водных масс, а также могут отслеживать смешение. В середине 1900-х годов в результате испытаний ядерного оружия и химического производства были выпущены тонны соединений, которые в природе не встречаются в окружающей среде. [ необходима цитата ] К сожалению, ученые смогли использовать концентрации антропогенных соединений и периоды полураспада радиоактивных материалов, чтобы определить возраст водоема. Фукусима ядерная катастрофабыл действительно хорошо изучен океанографами, которые отслеживали распространение радиоактивного материала по Тихому океану и использовали это для лучшего понимания океанских течений и моделей перемешивания. [5] [6]

Биологические индикаторы также могут использоваться для отслеживания водных масс в океане. Цветение фитопланктона можно увидеть со спутников, и он движется вместе с меняющимися течениями. Их можно использовать как «контрольную точку», чтобы увидеть, насколько хорошо смешиваются водные массы. Субтропическая вода часто бывает теплой, что идеально подходит для фитопланктона, но бедна питательными веществами , что тормозит их рост, в то время как субполярная вода холодная и богата питательными веществами. Когда эти два типа водных масс смешиваются, как, например, течение Куросио в северной части Тихого океана, это часто вызывает огромное цветение фитопланктона, потому что теперь им нужны условия для роста - теплые температуры и высокие питательные вещества. Вертикальное перемешивание и образование завихренийможет также вызвать цветение фитопланктона, и это цветение отслеживается спутниками для наблюдения за текущими моделями и смешиванием. [7] [8] [9]

См. Также [ править ]

  • Перфторуглеродный индикатор

Ссылки [ править ]

  1. ^ Заикание, Мичиган; Дикс, ЛК; Билле М.Ф. (2005). «Транспортировка консервативных и реактивных индикаторов через лизиметр с естественной структурой подзолового поля на возвышенностях». Журнал гидрологии . 300 (1–4): 1–19. DOI : 10.1016 / j.jhydrol.2004.04.026 .
  2. ^ Бигг, GR; Киллуорт, PD (1988). «Консервативные трассеры и циркуляция океана». Фил. Пер. R. Soc. Лондон . 325 (1583): 177–189. Bibcode : 1988RSPTA.325..177B . DOI : 10,1098 / rsta.1988.0050 .
  3. ^ "Ocean Tracer" . Национальное управление океанических и атмосферных исследований .
  4. ^ Эббесмейер, Кертис. «Наука о пляжном гребле из игрушек для ванн» . Оповещение Beachcombers .
  5. ^ Беренс, E; Schwarzkopf, FU; Lubbecke, JF; Бонинг, CW (2012). «Моделирование длительного рассеяния 137Cs, выброшенного в Тихий океан в районе Фукусимы» . Письма об экологических исследованиях . 7 (3): 034004. Bibcode : 2012ERL ..... 7c4004B . DOI : 10.1088 / 1748-9326 / 7/3/034004 .
  6. ^ Дженкинс, WJ; Шварцкопф (2006). «Трассеры смешения океанов». Океаны и морская геохимия . 6 (223).
  7. ^ Клейтон, S; Lin, YC; Следует, MJ; Уорден, Аризона (2017). «Сосуществование различных экотипов Ostreococcus на океаническом фронте» . Лимнология и океанография . 62 (1): 75–88. Bibcode : 2017LimOc..62 ... 75C . DOI : 10.1002 / lno.10373 .
  8. ^ Махадеванны, А (2016). «Влияние субмезомасштабной физики на первичную продуктивность планктона». Ежегодный обзор морской науки . 8 : 161–184. Bibcode : 2016ARMS .... 8..161M . DOI : 10.1146 / annurev-marine-010814-015912 . PMID 26394203 . 
  9. ^ "Весенние спутники цветения планктона едут в глубины моря по океанским водоворотам" . Национальный научный фонд . Март 2015 г.
  • RE Дэвис (1991). «Исследования Лагранжевого океана». Ежегодный обзор гидромеханики . 23 : 43–64. Bibcode : 1991AnRFM..23 ... 43D . DOI : 10.1146 / annurev.fl.23.010191.000355 .

Внешние ссылки [ править ]

  • ctraj Библиотека кодов адвекции, включая моделирование пассивных трассеров.