Уровненные наблюдения в Антарктике с применением регистратора уровня и температуры воды Solinst 3001 LT Levelogger Edge M100

Схема установки мареографа на уровненном посту в Антарктике

Рис. 1. Майна для УП размером 50 на 60 см, по кабелю на ТЭН мощностью 0.5 квт, погружённый в майну, подано питание. Вес пирамиды, внутри которой был подвешен прибор, составлял 8 кг, как и примерный вес груза, компенсирующего колебания уровня. 

Прибор был выставлен на глубине 27 м

В целом, приведённая выше схема и конструкция колодца, служащего для теплоизоляции майны и подвески оборудования, показала свою работоспособность и позволила благополучно выполнить весь ряд уровненных наблюдений с апреля по декабрь. На качество уровненных наблюдений могло повлиять только сильное нарастание внутриводного льда (ВВЛ) на держащий фал; так, в конце августа наросший ВВЛ приподнял компенсирующий груз, при этом пирамида с прибором на дне также могла кратковременно отрываться от грунта и менять своё положение. По-видимому, в дальнейшем имеет смысл во время интенсивного нарастания ВВЛ (август-сентябрь) утяжелять пирамиду с прибором, стоящую на дне.

 Колодец уровненного поста и ЛЭП к нему в конце апреля 2013 г.

Колодец уровненного поста и ЛЭП к нему в конце апреля 2013 г.

Рис. 2. На представленном фото видно взаимное расположение уровненного поста относительно берега.

 График колебаний уровня моря Дейвиса у берега континента

График колебаний уровня моря Дейвиса у берега континента

Рис. 3. График суточных колебаний в мае 2013г. 

Мареограф после окончания наблюдений. 26.12.13.

внешний вид пирамиды с мареографом Solinst Levelogger Edge

Рис. 3. На снимке представлены: внешний вид пирамиды с мареографом Solinst Levelogger Edge после завершения серии уровненных наблюдений 2013 года. Нижняя часть прибора с датчиками защищена резиновой оболочкой, заполненной раствором этилового спирта. Слева от корпуса колодца виден компенсирующий груз.

Использование мареографа Solinst Levelogger Edge совместно с отечественным мареографом «Прилив-2 ДА».

Уровненные наблюдения выполнялись с припая, глубина на которой производились наблюдения составляла 3,5 метра. Для предотвращения образования внутриводного льда в майне был установлен ТЭН (1000 Bт). 

Водомерный пост с нагреваемым ТЭНом

Рис.4. Водомерный пост с нагреваемым ТЭНом

Наблюдения выполнялись с помощью отечественного донного мареографа «Прилив-2 ДА» (№712) и зарубежного аналога - регистрирующего устройства для измерения уровня и температуры воды Levelogger Edge модель LT F300 M100 канадской компании Solinst.

Регистратор уровня воды Levelogger Edge модель LT F300 M100

Рис. 5. Регистратор уровня воды Levelogger Edge модель LT F300 M100 с защитой датчика давления в виде шарика, заполненного спиртовым раствором.

Мареограф «Прилив» и регистратор Levelogger Edge (далее «Логгер») были прикреплены к грузу (отрезок швеллера), который лежал на дне и соединялся с перекладиной в части колодца, находящейся на поверхности, металлическим тросом диаметром 4 мм с промежуточным грузом и припуском троса 3 метра. Это делалось для предотвращения отрыва приборов со дна при приливных колебаниях уровня.

Параллельно по все длине троса (до дна) располагался гибкий ТЭН, для обогрева участка толщи воды вокруг троса от нарастания на нем внутриводного льда. Постановка приборов осуществлялась с дискретностью 1 час на период работы 30 дней, после чего приборы поднимались на поверхность для считывания информации. 

Уровненные наблюдения и обработка результатов.

После установления припая наблюдения на уровненном проводились с 08 апреля по 20 декабря 2013 года. Считывание данных с регистраторов проходили в следующем порядке: после подъема приборов на поверхность, они просушивались и подключались к компьютеру с помощью специальных программ, инсталлированных на ПК. Процесс считывания данных старались выполнить в течение часа, чтобы сохранить непрерывность ряда наблюдений. При обработке данных вводились ежечасные значения атмосферного давления на уровне моря, которые брались у станционного метеоролога. Оба прибора были синхронизированы.

На основании полученных данных построены ежемесячные графики хода уровня с апреля по декабрь и общий график хода уровня за весь период наблюдений 2013 года. Из графиков хорошо просматривается характер приливной составляющей хода уровня.

За весь период наблюдений в целом замечаний по работе приборов как «Прилив», так и «Логгер» не было. 

Ниже представлен график данных и коэффициент корреляции - R, характеризующий работу обоих приборов.

Значения уровня, измеренного приборами Прилив и Levelogger Edge

Рис. 6. Значения уровня, измеренного приборами Прилив и Levelogger Edge

Линейная зависимость показаний приборов Прилив и Levelogger Edge

Рис. 7. Линейная зависимость показаний приборов Прилив и Levelogger Edge

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о высокой степени соответствия данных, полученных с помощью приборов «Прилив» и «Логгер».

Компания ЛНК (LNDC) благодарит Василия Леонтьевича Кузнецова (Арктический и Антарктический Научно - Исследовательский Институт) (State Research Center "Arctic and Antarctic Reserch Institute") за обмен практическим опытом по использованию мареографов в экстремальных климатических условиях.