바다는 방대하다 . 지구 표면 의 70% 이상을 덮고 있습니다 . 태평양만 해도 지구의 6천만 평방 마일(1억 5천 5백만 평방 킬로미터)을 덮고 있습니다. 이 물 은 적도에서 극지방으로 열을 전달하여 기후와 날씨 패턴을 조절하고 세계 산소의 절반 이상을 생산하며 대기보다 50배 더 많은 이산화탄소를 흡수합니다.
바다가 품고 있는 비밀은 지구의 상태에 대해 많은 것을 말해 줄 수 있습니다. 그러나 그 정보를 얻는 것은 인간과 과학 장비 모두에게 도전이 될 수 있습니다. 특히 바위가 많은 바다, 맹렬한 폭풍우, 두꺼운 얼음 및 깊은 압력을 가하는 물이 있는 위험한 지역에서는 더욱 그렇습니다.
그것이 바로 로봇이 스스로 잠수하는 수레의 함대가 들어오는 곳입니다. 그들은 Argo 라는 국제 프로그램의 일부 이며 이 소형 관측소는 연구원들에게 바다의 물리적 상태에 대한 포괄적이고 거의 실시간 데이터를 제공합니다. 이 데이터에는 연구원들이 지구 온난화와 해수면 상승을 보다 정확하게 측정하고 , 일기 예보와 기후 예측을 개선하고, 허리케인의 강도를 더 잘 측정 하는 데 도움이 되는 온도 및 염분 패턴이 포함됩니다 .
아르고는 어떻게 작동합니까?
Argo는 바다 전체에 흩어져 있는 거의 4,000개의 실린더 모양의 자유 표류 수레를 배치하는 국제 협력입니다. 부유물은 위도 3도, 경도 3도마다 약 186마일(300km) 간격으로 배치됩니다. 표준 플로트는 바다의 상층 2,000미터(6,561피트)의 온도와 염분을 측정한다고 Gregory C. Johnson 박사 는 말합니다 . , 워싱턴주 시애틀에 있는 국립해양대기청(NOAA)의 태평양 해양 환경 연구소 의 해양학자 .
Johnson은 "우리의 적용 범위는 실제로 혁신적입니다. 그는 2000년 프로그램이 시작된 이후로 Argo에 참여했으며 자신의 출판된 연구 에서 Argo 데이터를 사용했습니다 . "거의 4,000개에 가까운 Argo 플로트를 갖게 되면서 이전 수십 년 동안보다 훨씬 더 많은 데이터를 얻을 수 있습니다."
Argo는 해양 및 대기 서비스에 대한 데이터와 기후 연구에 대한 고품질 데이터를 각각 제공하는 GOOS( Global Ocean Observing System ) 및 GCOS( Global Climate Observing System ) 의 주요 구성 요소입니다 .
현재까지 26개국에서 Argo 플로트를 배치했으며 계속해서 데이터를 처리하고 있습니다. 다른 여러 국가에서 물류 지원 및 선박 접근에 기여합니다. 각 국가는 약 $20,000에 울리는 수레를 사기 위해 자체 자금을 확보합니다.
Argo의 또 다른 놀라운 점은 데이터가 무료이며 이를 사용하려는 전 세계 모든 사람이 사용할 수 있다는 것입니다. 그것은 두 개의 글로벌 데이터 서버에 저장됩니다. 하나는 프랑스에, 다른 하나는 미국에 있습니다. 정보에 액세스하려면 " Argo 데이터 소스 " 페이지를 방문 하십시오.
아르고 수레는 무엇을 합니까?
다양한 유형의 아르고 플로트가 있으며 각각 다른 임무를 수행하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 표준 Argo float의 임무는 10일 주기로 실행됩니다.
- 1일 차 : 보통 배에서 미리 정해진 지점에서 바다로 플로트를 배치합니다. 처음 6시간은 바다로 약 1,000미터(0.62마일) 수직으로 하강합니다.
- Day 1-9 : 부유물이 수심 1,000m에 도달하면 9일 동안 조류와 함께 표류합니다.
- 10일차 : 사이클의 마지막 날, 부유물은 또 다른 1,000미터를 바다 속으로, 수면 아래 약 2,000미터까지 떨어뜨립니다. 그런 다음 부유물은 온도와 염분 프로파일을 수집하는 동안 약 6~12시간이 걸리는 과정으로 다시 위로 올라갑니다.
부유체는 일단 수면을 깨면 다음 15분에서 1시간 동안 부유체 상단에 있는 안테나에서 위성으로 데이터를 전송한 후 다시 하강하여 10일 주기를 반복합니다.
2000년부터 Argo는 거의 2백만 개의 심해 프로필 을 수집 하여 바다에 대한 완전한 실시간에 가까운 그림을 제공했습니다.
아르고 플로트 내부에는 무엇이 있습니까?
표준 Argo 수레에는 다음 재료가 포함됩니다.
- 해수의 물리적 특성을 결정하는 전도도, 온도, 깊이(CTD) 센서
- 부유물의 부력을 조절하는 외부 주머니
- 외부 방광을 팽창시키지 않을 때 기름을 저장하는 내부 저장소
- 내부 저장소와 외부 블래더 사이에서 오일을 이동시키는 유압 펌프
- 플로트가 위성으로 데이터를 전송할 수 있도록 하는 상단의 안테나
- 리튬 배터리
아르고 수레에는 몇 가지 다른 유형이 있습니다. 표준 Argo 플로트는 2,000미터(1.2마일) 깊이까지 갈 수 있도록 설계되었습니다. Argo 프로그램이 시작된 이후 20년 동안의 기술 발전으로 인해 더욱 전문화된 플로트가 탄생했습니다.
- Deep Argo Mission 플로트는 최대 6,000미터 깊이의 해저로 이동하도록 특별히 설계되었습니다. 그 깊이에 도달하기 위해 수레는 Argo 팀이 설명하는 "단일 우표에 집중된 두 대의 미니밴의 무게에 필적하는 압력"을 견뎌야 합니다. 이 부유물을 통해 연구자들은 심해의 열 함량 증가와 같은 해양 변화를 더 잘 이해할 수 있습니다.
- BioGeoChemical Argo(BGC-Argo) 파일럿 플로트에는 pH, 산소, 질산염, 엽록소, 부유 입자 및 하강 복사조도를 포함한 6개의 추가 매개변수를 측정하는 생지화학 센서가 장착되어 있습니다. 이것은 연구자들이 해양 자원을 더 잘 이해하고 관리하는 데 도움이 됩니다.
얼음 지대에 부유물을 배치하는 것은 해빙이 부유물이 데이터를 전송할 수 있는 표면으로 안테나를 밀어내는 것을 방지하기 때문에 어려운 일이었습니다. 이 문제를 해결하기 위해 과학자와 엔지니어는 북극 및 남극과 같이 계절적 얼음의 영향을 받는 장소에 배치된 부유물에 대한 개선된 임무 알고리즘을 설계했습니다. 이 새로운 알고리즘을 통해 그들은 얼음과의 충돌을 피하고 부유물이 바다 표면에서 열린 물을 감지할 때까지 데이터를 저장할 수 있습니다.
Argo 데이터는 어떻게 사용됩니까?
Argo floats에서 수집한 프로필 데이터는 다양한 용도로 사용됩니다 . 유치원부터 대학까지 학생들에게 해양 온도 또는 그래프를 읽고 해양 데이터 및 기후 변화 문제를 분석하는 방법에 대해 교육하는 데 사용할 수 있습니다.
운영 관점에서 데이터는 허리케인, 쓰나미 , 지구 온난화와 같은 기후 특성과 엘니뇨 현상에 대한 예측을 개선하기 위해 전 세계 기상 및 기후 센터에서 사용됩니다 .
연구 수준에서 Argo는 해양학자와 기후 과학자에게 가장 포괄적인 지하 해양 데이터를 제공합니다. 매년 발행되는 200개 이상의 연구 논문은 물 질량 특성, 공기-바다 상호 작용, 해양 순환, 해양 역학 및 계절-10년 변동성을 포함한 광범위한 데이터를 포함하는 Argo 데이터를 사용합니다.
Johnson에게 Argo 데이터는 "지구의 에너지 예산이 균형을 벗어났다는 매우 확실한 지표"였습니다. 그는 최근 2014년부터 2018년까지 남서태평양의 바닥 근처 수역을 연구하기 위해 특수 심해 아르고 플로트로 수집한 데이터를 분석했습니다. 그 분석은 심해의 물이 온난화되었을 뿐만 아니라 온난화 속도가 가속화되고 있음을 보여주었습니다.
"바다가 얼마나 온난화되고 있는지는 온실 가스 농도의 주어진 변화에 대해 미래에 기후가 얼마나 따뜻해질 것인지 이해하는 데 매우 중요합니다."라고 그는 말합니다. "따라서 해양 온난화를 측정하는 것은 기후 모델을 검증하고 평가하는 데 중요합니다. 이는 실제로 지구의 기후 시스템에서 핵심적인 수치입니다."
아르고의 환경적 영향은 무엇입니까?
Argo 플로트는 매우 조용하고 에너지 효율적이라고 Johnson은 설명합니다. "거의 4,000개에 달하는 플로트의 전체 어레이는 100와트 미만 또는 천장 선풍기와 같은 전력으로 작동합니다."라고 그는 말합니다.
수레는 임무에 따라 약 4~5년 동안 계속 작동합니다. 더 힘든 작업이 있는 플로트는 더 빨리 죽는 경향이 있는 반면 일부 표준 플로트는 10년 이상 지속되었습니다. 시간이 지나면 일반적으로 배터리가 소모되면 모든 수레가 죽습니다. 그럴 때 가능한 한 환경에 미치는 영향을 최소화하도록 설계되었습니다.
플로트가 죽으면 플로트가 부식되기 시작할 때까지 심해에서 표류하여 플로트 내부에 물이 새어 해저로 떨어지게 됩니다. 시간이 지남에 따라 알루미늄 선체는 서서히 해류를 따라 퍼지는 무해한 산화물로 분해됩니다. 나머지 플라스틱과 금속은 최소한이며 시간이 지남에 따라 천천히 분해됩니다.
흥미롭네요
아르고 프로그램은 그리스 신화에서 이름을 따왔습니다. 구체적으로 말하면, 이아손과 Argonauts가 Iolcos에서 Colchis로 항해하여 날개 달린 숫양의 황금 양털, 권위와 왕권의 상징인 Chrysomallos를 회수하기 위해 Argo에서 배를 탔습니다.
