اندازه‌گيري دماي متوسط‌ فاصله و عمق درياي ساحلي با استفاده از روش تيكه‌نگاري صوتي

Range- and depth averaged temperature measurement of the coastal sea using Acoustic Tomography technique

در دهه‌هاي اخير افزايش دماي آب درياها به يكي از مهم‌ترين مخاطرات محيط طبيعي تبديل شده است و زندگي گياهان دريايي و آبزيان را به مخاطره انداخته است. لذا پايش پيوسته، بلندمدت و بهنگام دماي آب درياها از اهميت بالايي برخوردار است و مي‌تواند اطلاعات ارزشمندي را در اختيار كارشناسان محيط زيست دريا و سواحل قرار دهد. فناوري تيكه‌نگاري صوتي يكي از ابزارهاي كارآمد به‌منظور پايش جريان‌هاي دريايي است. سامانه‌هاي تيكه‌نگاري صوتي در اطراف محيط آبي قرار گرفته و امواج صوتي را به صورت همزمان ارسال مي‌كنند. سپس با استفاده از ميانگين زمان رسيدن امواج صوتي، دماي جريان‌هاي آبي را محاسبه مي‌نمايند. در اين مطالعه، ابتدا سامانه تيكه‌نگاري صوتي دريايي 10 كيلوهرتز در مجراي موسسه تحقيقات آب مورد آزمايش قرار گرفت و با حسگر دما ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه دماي آب بين دو ايستگاه صوتي 18 درجه سانتي‌گراد است و با دماي حسگر دمايي كاملاً تطابق دارد. در آزمايش دوم، دماي جريان‌هاي آبي بين دو جزيره به فاصله تقريباً 4500 متر به صورت بهنگام اندازه‌گيري شد. دماي متوسط فاصله و عمق بين دو جزيره در هر دقيقه اندازه‌گيري و سپس با ميانگين‌گيري متحرك 30 دقيقه‌اي (30 داده) خطاي اندازه‌گيري دما از 7.2 به 1.3 درجه سانتي‌گراد كاهش يافت. دماي آب در طول مدت اندازه‌گيري تقريباً 28 درجه سانتي‌گراد به دست آمد. با توجه به وجود جزاير متعدد در خليج فارس، استفاده از روش تيكه‌نگاري صوتي به منظور پايش پيوسته، بلندمدت و بهنگام دماي جريان‌هاي دريايي توصيه مي‌شود.

In recent decades, rising sea temperatures have become one of the most important environmental hazards, endangering the lives of marine plants and creatures. Therefore, continuous, long-term, and real-time monitoring of sea water temperature is of great importance and can provide valuable information to environmental experts. Acoustic Tomography (AT) technology is one of the most effective tools for sea monitoring. AT systems are located around the aquatic environment and transmit sound waves simultaneously. Then, using the mean arrival time of the sound waves, the seawater temperature is calculated. In this study, the 10-kHz AT system was first tested in the Water Research Institutes’ channel and evaluated with a temperature sensor. The results showed that the water temperature between the two acoustic stations is 18 ˚C and corresponds exactly to the one of the temperature sensor. In the second experiment, the temperature of the water currents between the two islands was measured at a distance of approximately 4,500 m. The range- and depth averaged flow temperature passing between the two islands was measured per minute, and then using a moving average of 30 minutes (30 data), the temperature measurement error was reduced from 7.2 to 1.3 ˚C. The temperature during the measurement period was approximately 28 ˚C. Due to the existence of numerous islands in the Persian Gulf, the use of AT technique is recommended for continuous, long-term, and real-time monitoring of coastal temperature.