قياس الأعماق
قياس الأعماق Bathymetry، هي دراسة عمق مياه البحيرات أو قاع المحيطات[1] μέτρον (metron)، "قياس".[2] تُرسم مخططات قياس الأعماق لدعم سلامة الملاحة السطحية أو شبه السطحية، وعادة ما تظهر معالم قاع البحر أو التضاريس كخطوط كونتور (تسمى كونتورات العمق أو isobaths) والأعماق المختارة (soundings)، والتي عادة ما توفر أيضاً المعلومات الملاحية السطحية. خرائط كونترات العمق (مصطلح أكثر شمولاً حيث لا تكون السلامة الملاحية محل اهتمام) قد تستخدم أيضاً كنموذج تضاريس رقمي وتقنيات الإضاءة الاصطناعية لتوضيح الأعماق التي يتم تصويرها. Paleobathymetry هي دراسة أعماق تحت الماء القديمة.
is the study of past underwater depths.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
القياس
في الأصل، يختص قياس الأعماق بقياس عمق المحيط عن طريق رصد العمق. استخدمت التقنيات المبكرة الحبال أو الكابلات الثقيلة المتدلية على جانب السفينة. تقيس هذه التقنية عمق نقطة واحدة فقط في وقت القياس، ولهذا فهي غير مفيدة. كما أنها تعتمد على حركات السفينة والتيارات التي تحرك الحبل أو الكابل وبالتالي فهي غير دقيقة.
تجمع البيانات المستخدمة لرسم خرائط قياس الأعماق عن طريق سونار يثبت أسفل أو على جانب قارب، "رنين" شعاع الصوت الهابط على قاع البحر أو من أنظمة الرادار الليزري للاستشعار عن بعد.[3]
مقدار الزمن الذي يستغرقه الصوت أو الضوء للسفر عبر الماء، يرتد قبالة قاع البحر، ويعود إلى مسبار الأعماق ليمد المعدات بمعلومات عن المسافة إلى قاع البحر. عادة ما تم مسوحات الرادار الليزري عن طريق الأنظمة المحمولة جواً.
بدءاً من أوائل الثلاثينيات، كانت مسبارات الأعماق أحادية الشعاع تستخدم لرسم خرائط الأعماق. اليوم، عادة ما تستخدم مجسات صدى الصوت متعددة الأشعة (MBES)، والتي تستخدم مئات من الأشعة المتقاربة المتقاجطعة والمرتبة في رقعة عريضية على شكل مروحة بزوايا من 90 إلى 170 درجة. توفر مجموعة الحزم الضيقة المجمعة بإحكام درجة عالية من الاستبانة الزاوية والدقة. بصفة عامة، تكون الرقعة العرضية، والتي تعتمد على العمق، لتسمح للقارب بتخطيط مزيد لقاع البحر في وقت أقل من مجسات صدى الصوت أحادية الشعاع مما يقلل من عدد التمريرات. تُحدث الأشعة عدة مرات في الثانية (عادة ما تكون 0.1-50 هرتز حسب عمق المياه)، مما يسمع للقارب بسرعة أكبر بينما مع المحافظة على تغطية بنسبة 100% قاع البحر. يسمح ارتفاع المجسات بتصحيح التمايل، الاهتزاز والانحراف على سطح المحيط، وتوفر البوصلة الجيرسكوبية معلومات دقيقية لتصحيح انحراف السفينة. (معظم أنظمة مجسات صدى الصوت متعددة الأشعة الحديثة تستخدم مجسات الحركة المدمجة ونظام تموضع لقياس الانحراف بالإضافة للموقع والديناميكات الأخرى). نظام التموقع العالمي المثبت على القارب أو (أنظمة الملاحة الساتلية العالمية الأخرى) تحدد الأعماق المختارة بالنسبة لسطح الأرض. ملفات سرعة الصوت (سرعة الصوت في المياه كدالة للعمق) لتصحيح عمود الماء للانسكار أو "المنحنى-الشعاعي" لموجات الصوت بسبب خصائص عمود الماء تكون غير موحدة مثل درجة الحرارة، التوصيل، والضغط. يعالج نظام الحاسوب جميع البيانات، ويصحح جميع العوامل السابقة بالإضافة لزاوية كل شعاع فردي. بعد ذلك يتم معالجة قياسات الصوت الناتجة إما يدوياً، أو شبه آلياً أو آلياً (في ظروف محدودة) لإنتاج خريطة المنطقة. منذ 2010، تم إنشاء عدد من المخرجات المختلفة، بما في ذلك مجموعة فرعية من القياسات الأصلية التي تستوفي بعض الشروط (مثل الأعماق المختارة الأكثر تمثيلاً، المنطقة الأكثر ضحالة في المنطقة، وغيرها) أو نماذج التضاريس الرقمية (مثل الشبكات الاعتيادية أو غير الاعتيادية للنقاط المتوصلة على السطح). تاريخياً، كان اختيار القياسات أكثر شيوعاً في التطبيقات الهيدرولوجية بينما كانت انشاء نماذج التضاريس الرقمية تستخدم في المسوحات الهندسية، الجيولوجية، نموذج التدفق، وغيرها. منذ ح. 2003-2005، أصبح استخدام نماذج التضاريس الرقمية أكثر قبولاً في التطبيقات الهيدرولوجية.
تستخدم السواتل أيضاً لقياس الأعماق.
يقوم الرادار الساتلي بتخطيط تضاريس أعماق البحار باكتشاف الاختلافات الدقيقة في مستوى سطح البحر الناجمة عن سحب الجاذبية للجبال، الحواف، والكتل الأخرى تحت البحر. في المتوسط، يكون سطح البحر أعلى من الجبال والحواف الأعلى السهول والخنادق السحيقة.[4]
في الولايات المتحدة يقوم مهندسو البحرية العسكرية الأمريكية معظم مسوحات القنوات المائية، بينما تقوم الادارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) بنفس المهمة فيما يخص قاع المحيط. بيانات قياس الأعماق متوفرة لدى مركز البيانات الجيوفيزيائية الوطني (NGDC) التابع للادارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي .[5] عادة ما تشير بيانات قياس الأعماق إلى المساند الأفقية للمد والجزر.[6] لقياس أعماق مياه المحيط الذي عادة ما يكون متوسط مستوى البحر (MSL)، لكن معظم البيانات المستخدم للرسم الملاحي يشار إليها بمصطلح المياه المنخفضة الدنيا المتوسطة (MLLW) في المسوحات الأمريكية، والمد الفلكي الأدنى (LAT) في بلدان أخرى. عملياً، تستخدم الكثير من المساند، تبعاً للموقع ونظام المد.
تشمل المهن أو الأعمال المتعلقة بقياس الأعماق دراسة المحيطات والصخور والمعادن الموجوة على قاع المحيط، ودراسة الزلازل والبراكين تحت سطح البحر. الحصول على مقياييس الأعماق وتحليلها هو واحداً من المجالات الرئيسية في علم المساحة البحرية الحديث، ومكوناً أساسياً لضمان النقل الآمن للسلع في جميع أنحاء العالم.
مرئيات
| خريطة لأعماق البحار والمحيطات مع مقارنة لأهم لارتفاعات أشهر المعالم والمباني الشاهقة. |
انظر أيضاً
المصادر
- ^ βαθύς, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus
- ^ μέτρον, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus
- ^ Olsen, R. C. (2007), Remote Sensing from Air and Space, SPIE, ISBN 978-0-8194-6235-0
- ^ Thurman, H. V. (1997), Introductory Oceanography, New Jersey, USA: Prentice Hall College, ISBN 0-13-262072-3
- ^ NGDC-Bathymetry, Topography, & Relief
- ^ NGDC/WDC MGG, Boulder-Coastal relief model development