علم المحيطات الفيزيائي هو فرع من علم المحيطات يهتم بدراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمحيطات والبحار، بما في ذلك حركة المياه ودرجة حرارتها وملوحتها وتياراتها وتفاعلاتها مع الغلاف الجوي، ويعتمد هذا العلم على مجموعة متنوعة من الأدوات والمعدات التي تُمكن الباحثين من جمع البيانات وتحليلها لفهم العمليات المعقدة التي تحدث في المحيطات، وفي هذا المقال، سنتناول الأدوات الأساسية المستخدمة في علم المحيطات الفيزيائي.
الأدوات الأساسية المستخدمة في علم المحيطات الفيزيائي
العوامات (Buoys)
العوامات هي أدوات تطفو على سطح الماء وتُستخدم لجمع بيانات حول حالة الطقس والمحيطات، وهناك نوعان رئيسيان من العوامات: العوامات الراسية والعوامات الدارفة، والعوامات الراسية تُثبت في مكان معين بينما تنجرف العوامات الدارفة مع التيارات البحرية. تُزود العوامات بأجهزة قياس متنوعة مثل مقياس الضغط ومقياس الحرارة وأجهزة قياس سرعة الرياح واتجاهها.
المجسات والمرسلات (Probes and Sensors)
المجسات والمرسلات تُستخدم لقياس الخصائص الفيزيائية للماء مثل درجة الحرارة، الملوحة والكثافة، وأشهر هذه الأدوات هو CTD (Conductivity, Temperature, and Depth)، والذي يُقاس بواسطته الموصلية الكهربائية (لتحديد الملوحة)، درجة الحرارة والعمق، ويُستخدم جهاز CTD بشكل واسع في البحوث الميدانية حيث يتم إنزاله إلى أعماق مختلفة لجمع البيانات المتتابعة.
أجهزة قياس التيارات (Current Meters)
تُستخدم أجهزة قياس التيارات لدراسة حركة المياه وتيارات المحيط، وهناك أنواع مختلفة من هذه الأجهزة مثل الـ ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler)، والذي يستخدم الموجات الصوتية لقياس سرعة واتجاه التيارات المائية على أعماق مختلفة. تُعتبر هذه البيانات أساسية لفهم ديناميكية المحيطات والتنبؤ بتغيرات التيارات البحرية.
السونار (Sonar)
السونار (Sound Navigation and Ranging) يُستخدم لاستكشاف قاع المحيط ورسم الخرائط الطوبوغرافية ويعمل السونار بإرسال موجات صوتية وانعكاسها من القاع لقياس المسافة وتحديد التضاريس تحت الماء، وتُستخدم هذه البيانات في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك الملاحة والبحث العلمي.
الأقمار الصناعية (Satellites)
تلعب الأقمار الصناعية دورًا حيويًا في علم المحيطات الفيزيائي من خلال توفير بيانات واسعة النطاق حول سطح المحيط، وتُستخدم الأقمار الصناعية لقياس ارتفاع سطح البحر، درجة حرارة سطح البحر، لون المحيط (الذي يمكن أن يشير إلى تركيزات الكلوروفيل)، وملوحة سطح المحيط. تُساهم هذه المعلومات في فهم التغيرات المناخية والتنبؤ بها.
الغواصات الذاتية القيادة (Autonomous Underwater Vehicles – AUVs)
الغواصات الذاتية القيادة هي مركبات تحت مائية تُستخدم لجمع البيانات في مناطق يصعب الوصول إليها بواسطة السفن أو الأدوات الأخرى، وتُجهز هذه الغواصات بأجهزة قياس مشابهة لتلك الموجودة في CTD وأجهزة قياس التيارات، ويمكن برمجتها للقيام بمهمات معينة بشكل مستقل.
الأدوات العائمة (Drifters)
الأدوات العائمة هي أجهزة تُترك لتنجرف مع التيارات السطحية، وتجمع بيانات حول حركتها وسرعتها ودرجة حرارة المياه المحيطة. تُساعد هذه الأدوات في دراسة تيارات السطح وتوزيعها في المحيطات.
علم المحيطات الفيزيائي يعتمد على مجموعة متنوعة من الأدوات المتقدمة لجمع وتحليل البيانات. من العوامات والأقمار الصناعية إلى المجسات والمرسلات والغواصات الذاتية القيادة، كل أداة تلعب دورًا مهمًا في توفير فهم أعمق للعمليات المحيطية المعقدة. يُعتبر استخدام هذه الأدوات المتكاملة أمرًا حيويًا لتحقيق تقدم في دراسة المحيطات والتنبؤ بتغيراتها المستقبلية.
