Введение
Круглый диск, используемый для измерения прозрачности или мутности воды. Диск Сеччи (или диск Секки), разработанный Анджело Секки в 1865 году, представляет собой простой белый круглый диск диаметром, используемый для измерения прозрачности или мутности в водоемах. Диск крепится к шесту или леске и медленно опускается в воду. Глубина, на которой диск перестает быть видимым, принимается за показатель прозрачности воды. Эта величина известна как глубина видимости по диску Секки и связана с мутностью воды. С момента своего изобретения диск также используется в модифицированном виде, меньшего диаметра, с черно-белым рисунком для измерения прозрачности пресной воды. Аналогичные диски с черно-желтым рисунком используются в качестве меток-ориентиров на транспортных средствах при краш-тестах, в манекенах для краш-тестов и других кинетических экспериментах.
The Secchi disk (or Secchi disc), as created in 1865 by Angelo Secchi, is a plain white, circular disk in diameter used to measure water transparency or turbidity in bodies of water. The disc is mounted on a pole or line and lowered slowly down in the water. The depth at which the disk is no longer visible is taken as a measure of the transparency of the water. This measure is known as the Secchi depth and is related to water turbidity. Since its invention, the disk has also been used in a modified, smaller diameter, black and white design to measure freshwater transparency. Similar disks, with a black and yellow pattern, are used as fiducial markers on vehicles in crash tests, crash test dummies, and other kinetic experiments.
История
Оригинальный диск Сеччи был простым белым диском и использовался в Средиземном море. Простой белый диск Сеччи диаметром остается стандартной конструкцией, используемой в морских исследованиях. В 1899 году Джордж К. Уиппл модифицировал оригинальный полностью белый диск Сеччи, создав "диск диаметром около 8 дюймов, разделенный на четыре квадранта, окрашенных попеременно в черный и белый цвет, как мишень нивелировочного штатива". Этот модифицированный черно-белый диск Сеччи является стандартным диском, используемым в лимнологических (исследованиях пресных вод).
Глубина Сеччи
Глубина Секчи достигается, когда отражательная способность равна интенсивности света, рассеянного обратно от воды. 1,7, деленное на эту глубину в метрах, дает коэффициент ослабления (также называемый коэффициентом поглощения) для доступного света, усредненного по глубине диска Секчи. Хотя коэффициент поглощения используется как переменная, он также применяется для оценки мутности. Коэффициент ослабления света, k, может быть использован в форме закона Бира-Ламберта для оценки Iz – интенсивности света на глубине z относительно I0 – интенсивности света на поверхности океана. Показания диска Секчи не обеспечивают точного измерения прозрачности, поскольку возможны погрешности из-за бликов солнца на воде или из-за индивидуальных различий в зрении, когда один наблюдатель видит диск на определенной глубине, а другой, с более острым зрением, – на большей. Однако это недорогой и простой метод измерения прозрачности воды. Ввиду возможной вариативности результатов между разными наблюдателями, методы измерения следует максимально стандартизировать. Измерение глубины Секчи всегда следует проводить с теневой стороны лодки или пирса в период с 9:00 до 15:00, при этом оптимальное время для получения наилучших результатов – с 10:00 до 14:00. Один и тот же наблюдатель должен проводить измерения глубины Секчи одним и тем же способом. Можно определить глубину Секчи, опуская диск ниже точки исчезновения, а затем медленно поднимая и опуская его, чтобы точно установить глубину. Другой метод заключается в фиксации глубины, на которой диск исчезает, дальнейшем опускании диска на несколько футов, а затем в фиксации глубины, на которой диск вновь появляется при медленном подъеме. Глубина Секчи принимается как среднее арифметическое этих двух значений. Измерения с помощью диска Секчи не отражают изменение ослабления света с глубиной или в зависимости от конкретных длин волн. Подводные фотометры могут работать на глубине и регистрировать видимую, ультрафиолетовую и инфракрасную части спектра. Турбидиметры и трансмиссометры имеют собственные источники света и позволяют измерять прозрачность с научной точностью.
to estimate Iz, the intensity of light at depth z from I0, the intensity of light at the ocean surface. The Secchi disk readings do not provide an exact measure of transparency, as there can be errors because of the sun's glare on the water, or one person may see the disk at one depth, but another person with better eyesight may see it at a greater depth. However, it is an inexpensive and straightforward method of measuring water clarity. Because of the potential for variation between users, methods should be standardized as much as possible. A Secchi disk measurement should always be taken off the shady side of a boat or dock between 9:00 and 15:00. The period for best results is between 10:00 and 14:00. The same observer should take Secchi depth measurements, in the same manner, every time. One can approach the measurement by lowering the disk beyond a point of disappearance, then raising it and lowering it slightly to set the Secchi depth. Another method is to record the depth at which the disk disappears, lower it another few feet, then record the depth at which the disk reappears as it is slowly brought up. The Secchi depth is taken as the average of the two values. Secchi disk measurements do not indicate how attenuation changes with depth or particular wavelengths of light. Submarine photometers can operate at depths of and can record visible, ultraviolet, and infrared parts of the spectrum. Turbidimeters and Transmissometers have their own light sources and can measure transparency with scientific accuracy.
Приложения
Измерения диска Сеччи уже некоторое время являются неотъемлемой частью программ оценки качества воды в озерах штатов Миннесота и Висконсин; местные жители периодически проводят измерения и передают свои показания государственным и местным органам. Объединенные данные, собранные в течение длительного времени, используются для выявления общих тенденций в качестве воды. Подобным образом, программа "Чистые озера Индианы" обучает добровольцев и рассчитывает на них для мониторинга мутности более чем в 80 озерах Индианы с помощью дисков Сеччи, используя предоставленные добровольцами данные для контроля качества озер в штате. В 2013 году группа морских ученых запустила глобальную программу гражданской науки "Диск Сеччи" для моряков с целью изучения морского фитопланктона. Это продолжающееся исследование в рамках гражданской науки сочетает в себе традиционный белый морской диск Сеччи диаметром 30 см с мобильными технологиями для загрузки данных о глубине видимости, собранных в море, в центральную базу данных. Первые научные результаты исследования были опубликованы в 2017 году. Исследование с использованием диска Сеччи было начато в ответ на спорный научный отчет, утверждавший, что фитопланктон, влияющий на прозрачность воды, сократился на 40% в океанах в период с 1950 по 2008 год.