Трассировщик потока - Flow tracer

Изображение Гольфстрима, полученное спектрорадиометром среднего разрешения . Эти ложные цвета в изображении представляют собой « температуру яркости » наблюдаемую в верхней части атмосферы в диапазоне 10.780-11.280 мкм. Значения яркостной температуры представляют собой тепловое излучение от сочетания морской поверхности и вышележащей влажной атмосферы.
Флюоресцеиновый в реке Чикаго на в день Святого Патрика (добавлено для празднования, а не калька).

Индикатор потока - это любое свойство жидкости, используемое для отслеживания потока , величины, направления и характера циркуляции. Индикаторы могут иметь химические свойства, такие как радиоактивный материал , или химические соединения, физические свойства, такие как плотность, температура, соленость или красители, и могут быть естественными или искусственно индуцированными. Индикаторы потока используются во многих областях, таких как физика, гидрология , лимнология , океанография , исследования окружающей среды и атмосферные исследования.

Консервативные индикаторы остаются постоянными после посылок жидкости, тогда как реактивные индикаторы (например, соединения, вступающие во взаимную химическую реакцию) со временем растут или распадаются. Активные индикаторы динамически изменяют поток жидкости, изменяя свойства жидкости, которые появляются в уравнении движения, такие как плотность или вязкость , в то время как пассивные индикаторы не влияют на поток.

Использование в океанографии

Индикаторы океана используются для вывода мелкомасштабных структур потока, крупномасштабной циркуляции океана , образования и изменения водных масс, «датировки» водных масс, а также накопления и поглощения углекислого газа.

Индикаторы, такие как температура, соленость, плотность и другие консервативные индикаторы, часто используются для отслеживания течений, циркуляции и перемешивания водных масс. Интересным примером был случай, когда 28 000 пластиковых уток упали за борт с контейнеровоза посреди Тихого океана. В последующие двенадцать лет океанографы зафиксировали места выброса уток на берег, в нескольких тысячах миль от места разлива, и эти данные использовались для калибровки и проверки схем циркуляции северного тихоокеанского круговорота .

Переходные индикаторы меняются со временем, такие как радиоактивный материал ( тритий и цезий-137 ) и химические концентрации ( CFCs и SF6 ), которые используются для датирования водных масс, а также могут отслеживать смешение. В середине 1900-х годов в результате испытаний ядерного оружия и химического производства были выпущены тонны соединений, которые в природе не встречаются в окружающей среде. К сожалению, ученые смогли использовать концентрации антропогенных соединений и периоды полураспада радиоактивных материалов, чтобы определить возраст водоема. Ядерной катастрофы Фукусима была очень хорошо изучена океанологов, которые отслеживаются радиоактивного материала распространение по всему Тихому океану, и использовал это , чтобы лучше понять океанические течения и смешивания моделей.

Биологические индикаторы также могут использоваться для отслеживания водных масс в океане. Цветение фитопланктона можно увидеть со спутников, и он движется вместе с меняющимися течениями. Их можно использовать как «контрольную точку», чтобы увидеть, насколько хорошо смешиваются водные массы. Субтропическая вода часто бывает теплой, что идеально подходит для фитопланктона, но бедна питательными веществами , что тормозит их рост, в то время как субполярная вода холодная и богата питательными веществами. Когда эти два типа водных масс смешиваются, как, например, течение Куросио в северной части Тихого океана, это часто вызывает огромное цветение фитопланктона, потому что теперь им нужны условия для роста - теплые температуры и высокие питательные вещества. Вертикальное перемешивание и образование вихрей также могут вызывать цветение фитопланктона, и это цветение отслеживается спутниками для наблюдения за текущими структурами и перемешиванием.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки

  • ctraj Библиотека кодов адвекции, включая моделирование пассивных трассеров.