7: Å måle havet - ADCP

Sindre Skrede

August 27, 2011

Et viktig - noen vil til og med hevde essensielt - parameter å måle når det gjelder havstrømmer, er hastighet. Her er det flere forskjellige metoder og instrumenter en kan bruke, noen mer nøyaktige enn andre.

Det finnes mekaniske instrumenter som benytter en enkel propell eller impeller, som drives av havstrømmen. For mer nøyaktige målinger, kan man benytte det som på engelsk kalles Acoustic Doppler Current Profiler - ADCP. Det er et instrument som benytter prinsippet om dopplerskift for å måle hastigheten på havstrømmene. Instrumentet sender ut en lydpuls - et ping - og lytter etter retursignaler i bestemte tidsintervaller.

Stor ADCP - rekkevidde 4-500 meter. På rammen er der også festet et CTD-instrument, som måler konduktivitet, temperatur og tetthet. Foto: Sindre Skrede

Om alt vannet innenfor ADCPens rekkevidde ligger i ro, vil den utsendte lydpulsen og den innkommende være helt like med tanke på frekvens. Dersom deler av vannet beveger seg, vil returpulsen komme tilbake med et frekvensskift. Den klassiske sammenligningen fra vårt dagligliv vil være en ambulanse som kjører forbi deg i høy hastighet; en opplever da at lyden fra sirenen endrer seg, spesielt i det øyeblikket ambulansen passerer deg.

Liten ADCP - rekkevidde ca 100 meter. Foto: Sindre Skrede

Ved å lytte etter returekko i bestemte tidsintervaller, kan ADCP-instrumentet bestemme avstander, og dermed lage en komplett profil av strømmer innenfor instrumentets rekkevidde.

På dette toktet, benyttes det to forskjellige ADCP-instrumenter; teknologien er akkurat den samme: det eneste som skiller dem er frekvensen, som i stor grad bestemmer instrumentets effektive rekkevidde.

Å måle havet: ADCP from Sindre Skrede on Vimeo.

Høyere frekvens betyr høyere oppløsning (på de utsatte riggene ca 4 meter), men også dårligere rekkevidde, i det høyfrekvente bølger fort taper energi i vannet. Instrumentene med lavere frekvens har en rekkevidde på opp til 500 meter, men med 15 meters oppløsning.

15 meters oppløsning vil i dette tilfellet si at instrumentet kan bestemme hva hastigheten er mellom hver 15. meter i vannsjiktet, så langt instrumentet rekker. Disse resultatene blir så sammenlignet, og det beregnes et gjennomsnitt som gir en rimelig nøyaktig strømprofil.

De amerikanske riggene, benytter kun ADCP til måling av strømmens hastighet. Bøyene, som holder wiren stram, flyter ca 100 meter under havoverflaten. En liten, høyfrekvent ADCP er montert på bøyen, og måler strømhastigheten i det øvre vannsjiktet. Foto: Sindre Skrede

ADCP-ene måler, i tillegg til hastighet, også strømmens retning. Ved å bruke fire svingere (selve instrumentets "høyttalere", og forsåvidt også "mikrofoner", i vannet) plassert vinkelrett på hverandre, og med lik vinkel mellom strålene. Slik kan man tegne en tredimensjonal profil av strømmen over vannsøylen instrumentet rekker over, og vite nøyaktig hvilken retning den tar. ADCP-instrumentene har ingen bevegelige deler, og er dermed mer pålitelige enn mekaniske strømmålere.

Mekaniske instrumenter blir dog også benyttet på dette toktet, på noen av riggene. Disse gir kun strømmens hastighet i ett punkt, og strømmens hastighet mellom disse punktene må dermed beregnes.

Mekanisk strømmåler. Den røde impelleren oppe til venstre spinner rundt og måler strømmens fart, mens finnen til høyre retter instrumentet mot strømmen, slik at retningen også blir registrert. Foto: Sindre Skrede

Også i dag har det blitt satt ut tre rigger, men i hakket dårligere vær enn i går. I hele dag har vi vært omgitt av tåke, og sjøen er mer urolig. Store deler av mannskap og forskere bor på østkysten av USA, og følger spent med på rapporter fra hjemlandet, og lurer på når stormen eventuelt vil treffe huset eller byen deres.

Foreløpige værmeldinger ser bra ut for området «Knorr» nå befinner seg i. Skulle det bli alt for ille, vil nok skipet returnere til Island, men fartøyet skal tåle en storm.

Blikkstille hav i går - i kontrast til tåken og den lett opprørte sjøen vi ser i dag. Foto: Sindre Skrede

Tåke, opprørt hav, 4-5 grader og sur vind. Slik Danmarkstredet nok helst vil fremstå. Foto: Sindre Skrede

Last updated: December 27, 2011