海洋仪器中有哪些设计思路很赞的黑科技?

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采访一下上年纪的海洋学者,他们一定会告诉你,颠倒式采水器才是最神奇的一个发明,也叫南森瓶,1910年发明的。有幸见过几只,神奇到不行。

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早年观测海水物理化学性质,只能通过采水方式进行。然而海洋是三维动态的,观测时需要取一个剖面,比如1m,5m,10m,15m,20m,25m,30m等各深度分别取水样。用桶打水显然是不现实的,只能采个表面。所以需要一个容器,沉到需要的深度取水,取完还要把自己关起来,等捞。从研究角度,我们还需要同时去取各深度的水。现在的采水相对简单,只需要接一根电缆,传输信号,一切都可以做到。在那个年代,只能靠机械。(突然想起来前阵子传遍的各种机械动力装置,缝纫机什么的,那真是个机械发达的年代)

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下图就是南森瓶,使用时挂一串,绑在钢缆上

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就是这样子,从左到右就是采水前,翻转中,完成后三个状态。

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翻转前

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翻转后

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悬挂时,每个瓶子两头打开,绑在需要的位置上,下方挂一个讯锤。通过缆车把钢缆下放到所需深度。达到稳定状态后,船上工作人员沿钢缆释放一个讯锤,讯锤顺钢缆下滑,达到第一个采水器,采水器翻转并关闭两头阀门,同时释放采水器下方的讯锤,讯锤滑到第二个采水器,这样一个接一个,听到水里哒哒哒连续声响,所有采水器翻转取水完成,并记录下现场的温度和压力。

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再把钢缆拖上来,摘下各采水器就完事了。

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这就是讯锤。

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虽然说起来这么简单,实际操作很困难,获取的数据也不够可靠。即使是到了现在仪器技术发展的今天,有了其他人说的CTD, ADCP,Argo,Glider,海洋数据的采集仍然是非常辛苦危险的事情。台风来了要逃命,科研却又需要极端情况的数据;人逃出来了,仪器却被大浪打没了;好不容易布置好观测2个月,结果下次去收仪器时却发现有了故障,一肚子数据读取不出来,或者读出来了时间对不上,等等艰辛事数不胜数。

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为战斗在海洋调查一线的同学、同事、朋友点赞!

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南森瓶相关摘自台大海洋学教材,第四章、海洋觀測儀器與方法

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尖叫的土豆
活跃在前天 00:39
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