Náttúrufræðingurinn - 2010, Page 40

Náttúrufræðingurinn
120
Tæki og aðferðir
Fjölgeislamælirinn um borð í rann-
sóknaskipinu Árna Friðrikssyni er
af gerðinni Simrad (nú Kongsberg
Maritime) EM 300. Hann er í flokki
öflugra mæla af þessu tagi og getur
mælt niður á nokkur þúsund metra
dýpi og hentar best til mælinga
neðan 100 m sjávardýpis. Tækið er
hið fyrsta sinnar gerðar í íslensku
skipi. Það vinnur á 30 kílóriða tíðni
og sendir samtímis frá sér 135 geisla
innan 150 gráða þekjugeira (e. cover-
age sector, swath). Sérhver geisli
er 2 x 2 gráður. Breidd þekju- eða
mæligeira á botninum er háð sjávar-
dýpi. Því dýpri sem sjórinn er þeim
mun breiðari verður mæligeirinn,
eða allt að fjór- til fimmfalt sjávar-
dýpi sé það innan við 1.000 m. Eftir
því sem dýpkar er þörf á að þrengja
mæligeirann, t.d. niður í 5 km þar
sem sjávardýpi er yfir 2.500 m. Sigl-
ing í fjölgeislamælingu er nákvæmn-
isverk þar sem gæta þarf að því að
mæligeirinn skarist við fyrri mæl-
ingu til að fá samfellda mynd af
botninum.
Framsetning mælinganna meðan
á mælingum stendur er nokkuð
frábrugðin þeirri mynd sem alla-
jafna er sýnd frá eingeislamæli. Í
fjölgeislamæli er í frumúrvinnslu
mælitækisins lögð áhersla á að
greina botnendurvarp úr hverjum
geisla, meta dýpið og skrá ásamt
staðsetningum, en ekki hirt um
endurvörp annars staðar úr vatns-
súlunni. Eftir hverja sendingu eru
þessi mæligildi gjarnan sett fram
eins og horft sé á botninn ofan frá
líkt og á landakorti, og litakóði gefur
til kynna dýpið í hverjum punkti.
Sé skipið á ferð má þannig byggja
jafnt og þétt upp mynd af landslagi
sjávarbotnsins. Dæmigerð framsetn-
ing mælinga er sýnd á 2. mynd, þar
sem mælingar síðustu 200 sendinga
koma fram litakóðaðar en þekja
mælinga á undan kemur fram sem
þverstrik á siglingaleiðina. Þessi
yfirlitssýn auðveldar mjög siglingu
þegar skara þarf mælingar.
Veður og sjólag hefur mikið að
segja varðandi gæði mælinganna en
við kjöraðstæður er hægt að mæla
á tiltölulega miklum hraða, eða allt
að 10 hnúta ferð. Nákvæmni fjöl-
geislamælinga Hafrannsóknastofn-
unarinnar er vel innan marka staðla
Alþjóðasjómælingastofnunarinnar
(e. International Hydrographic Organi-
zation – Standards for Hydrographic
Surveys).
Styrkur endurvarps af botni
stjórnast að verulegu leyti af gerð
botnsins, þ.e. hörku fasts botns, eða
kornastærð lausra efna. Endurvarps-
styrkur er því venjulega skráður og
hagnýttur. Kortleggja má breyti-
leikann í endurvarpsstyrk og draga
af honum ályktanir um botngerð.
Þannig fást eins konar botngerða-
kort.
Ýmis jaðartæki eru nauðsynleg
fyrir fjölgeislamælinn. Fyrst ber að
nefna staðsetningartæki sem vinnur
úr gervitunglasendingum. Einnig er
sérstakur hreyfiskynjari sem nem-
ur allar hreyfingar skipsins, veltu,
stamp, ris og hnig. Síðast en ekki
síst er búnaður til að mæla hljóð-
hraða sjávar. Annars vegar er um
að ræða sírennslisbúnað sem mælir
hljóðhraða við kjöl skips en hins
vegar er gerð hljóðhraðamæling í
allri vatnssúlunni niður að hafsbotni,
svonefnt hljóðhraðasnið, og er þá
skipið stöðvað á meðan mælingin
er gerð. Tækjabúnaður, sem mælir
hita, seltu og þrýsting, er látinn síga
til botns en út frá mælingum hans
má reikna hljóðhraða með góðri
nákvæmni. Einnig má nota tæki
sem mæla hljóðhraðann beint.
Við fjölgeislamælingar er stöð-
ugum straumi upplýsinga frá stað-
setningartæki, hreyfiskynjara og
sírennslismæli veitt til stjórntölvu
fjölgeislamælisins. Þessum jaðar-
upplýsingum er beitt í rauntíma
og á það, ásamt öruggri tímasetn-
ingu endurvarpanna, sinn þátt í
að auka nákvæmni á mældu dýpi
og staðsetningu endurvarpa innan
einstakra geisla. Þannig er t.d. sú
þrívíddarmynd sem fram kemur af
botnlagi meðan á mælingu stend-
ur ótrufluð af hreyfingum skipsins.
Hljóðhraði við sendi- og móttöku-
nema í kili skipsins hefur áhrif á
útfallshorn geislanna. Vitneskja um
hann er því mikilvæg til þess að
staðsetja ytri geislana rétt í lengd og
2. mynd. Fjölgeislamæling, skörun mælinga. Svartur þríhyrningur og bendill framan
hann við táknar skipið og siglingastefnu þess. Sjávardýpi undir skipinu er 1.434 m en
breidd mæligeirans er um 3,2 km. Skörun við fyrri mælingu er um 12%. Nánari um-
fjöllun er í meginmáli.
80 3-4#Loka_061210.indd 120 12/6/10 7:22:18 AM