Новые технологии акустической технологии для управления рыбным хозяйством

Эхограмма миграции планктона дила. (Изображение: Nortek)

Эхограмма (верхняя), вертикальная скорость (средняя) и горизонтальная текущая скорость (внизу) в течение первых двух дней развертывания. (Изображение: Nortek)

Сильные отражатели демонстрируют более плотную концентрацию планктона и / или рыбы. (Изображение: Nortek)

Эхолоты могут помочь количественно оценить биомассу в океане, например, наблюдаемый здесь антарктический криль. (Фото © Уве Килс / Викисклада)

Previous Next

Поскольку рыба и другая морская жизнь становятся все более важными для кормления растущего населения, как высокотехнологичные акустические научные инструменты помогают управлять рыболовством, а также открывают возможности для междисциплинарных исследований?

Рыболовные ученые и менеджеры, работающие над сохранением запасов, полагаются на современное научное оборудование, чтобы лучше понять динамику и структуру рыбных запасов, а также ресурсы, от которых зависят рыбы. Echosounders могут помочь количественно оценить биомассу и поведение рыбы, а также планктона и / или криля, которые едят многие виды рыб, в то время как Acoustic Doppler Current Profilers (ADCP) предоставляют информацию о токах, которые могут определять доступность планктона.

«Раньше было, что биологические океанографы могли работать в одном месте, в то время как физические океанографы работали отдельно где-то в другом месте», - сказал Дэвид Веласко, ведущий автор статьи по объединенной ADCP и биологической системе эхолота под названием Signature100, представленной в Oceans'18 Конференция МТС / IEEE Kobe / Techno-Ocean 2018.

Все больше и больше налаживается сотрудничество между физическими и биологическими учеными, поскольку управление рыболовством начинает приобретать более целостный экосистемный подход, и финансирование становится еще более ограниченным. Чтобы соответствовать этим меняющимся потребностям, научная аппаратура должна последовать ее примеру.

Долгосрочный профилировщик Signature100 от норвежского производителя Nortek отлично подходит для сотрудничества между физическими и биологическими учеными, поскольку он уникально сочетает в себе возможности ADCP и биологического эхолота в одном. Nortek сказал, что это единственный в мире инструмент, обеспечивающий эту объединенную мощность.

«Самое большое преимущество объединения ADCP и однолучевого широкополосного эхолота, как и на Signature100, сводится к затратам и логистике», - сказал Веласко. «В настоящее время ученым, желающим изучить как физические, так и биологические аспекты, необходимо приобрести две отдельные части оборудования, каждая из которых развернута отдельно. Однако с Signature100 вместо того, чтобы иметь дело с двумя причалами и двумя отдельными установками, у вас есть только один.

Поскольку образцы из ADCP и эхолота уже точно синхронизированы друг с другом в одном приборе, обработка данных впоследствии также становится намного более эффективной, отметил Нортек.

Как сообщается в документе IEEE, морские испытания Signature100 в Средиземном море продемонстрировали высокую эффективность этого нового инструмента. Сосредоточив внимание на производительности эхолота, импульс 70 кГц (одна из трех частот, доступных в системе), смог предоставить информацию о движении морской жизни.

Акустически одна рыба может очень похож на школу планктона того же объема. Чтобы пользователи определяли, смотрят ли они на одну рыбу или массу планктона и оценивают, насколько велики люди, важно, чтобы они откалибровали свой эхолот для абсолютного обратного рассеяния.

Для целей этого начального полевого испытания эхолот Signature100 не был откалиброван для абсолютного обратного рассеяния, но из моделей движения, наблюдаемых на эхограммах, команда уверена, что они обнаружили миграцию планктона вверх и вниз по водному столбу. Nortek сказал, что в настоящее время он разрабатывает способ для пользователей откалибровать эхолоты для повышения потенциала идентификации инструмента.

Для тех, кто больше интересуется физической океанографией, эхолота Signature100, используемая в полевой аттестации в Средиземном море, также идентифицировала внутренние волны к нижней половине водного столба. Между тем, настроив ADCP на передачу 60 пингов на 0,25 Гц на 5-минутную повторяющуюся последовательность и с профилем из шестидесяти 10-метровых ячеек, испытуемый прибор смог проконтролировать ток через максимальный допустимый диапазон до 420 м.

Nortek сказал, что полевые испытания продолжались всего пять дней, но низкое энергопотребление устройства означает, что Signature100 может собирать данные в течение года в других развертываниях. Данные, полученные из такого долгосрочного развертывания, могут помочь ученым понять сезонную динамику района и сыграть определенную роль в понимании долгосрочных последствий изменения климата для океана и последствиях для управления рыболовством.