Indsættelse af højfrekvent radar i Mackinac-strædet

Mens Great Lakes vandstand stiger til rekordhøje, fjernovervågning af strømme og bølger vokser i betydning.

Strømmene i Mackinac-strædet er kendt for deres flygtighed; de har i årtusinder skubbet både indianeres og rejsendes birkebark-kanoer ud af kurs og tvunget søfragtskibe på grund.

Strømmene er også en del af det komplekse søsystem, der forbinder Lake Michigan med Lake Huron. Overvågning af strømme og bølger i strædet - og i hele de store søer - er af stor interesse for videnskabsmænd, kommunale ledere, shippingindustrien, miljøforkæmpere og offentlige myndigheder.

I slutningen af ​​maj, Lorelle Meadows, dekan for Pavlis Honors College ved Michigan Technological University og oceanograf af uddannelse, og Guy Meadows, direktør for Great Lakes Research Center, udførte den første test af et højfrekvent radarsystem, der er specielt tunet til brug i De Store Søer.

Great Lakes Geometri

Højfrekvent radar er et landbaseret fjernmålingssystem, der bruges til at måle strømme offshore ved at sende en laveffekt elektromagnetisk puls over vandet. Den elektromagnetiske bølge interagerer med marine overfladebølger, som spreder radarsignalet. Ved at måle den magnetiske puls hopper fra marine bølger tilbage til radartårnet, forskere er i stand til at kortlægge hastigheden og retningen af ​​de underliggende strømme.

Højfrekvent radar er ikke blevet implementeret som et rutineværktøj til måling af strømme i De Store Søer, fordi i sammenligning med saltvand, de elektromagnetiske impulser rejser kortere afstande. Højfrekvent radar er effektiv i ferskvand på kortere afstande - seks til otte kilometer - og der er adskillige steder i De Store Søer, hvor kystlinjerne indsnævres, giver den nødvendige geometri for at gøre højfrekvent radar effektiv.

"Meget af infrastrukturen i De Store Søer, der giver os drikkevand, er inden for et par miles fra kysten, " sagde Lorelle Meadows. "Et system som dette kunne være værdifuldt på forskellige strategiske steder. Jeg kunne forestille mig det i den sydlige Huron-sø nær Port Huron og Sarnia, ved Detroit River eller Chicagos havnefront – et hvilket som helst sted, du ønsker at få indsigt i, hvordan strømmene bevæger sig."

Holdet, med finansiering fra Great Lakes Observing System (GLOS), midlertidigt installeret to 14 fods CODAR SeaSonde højfrekvente radartårne, en på hver side af strædet lige vest for Mackinac-broen. På grund af sin store størrelse, der var mulighed for, at broen ville forstyrre radarsignalet; felttest i maj viste, at broen ikke åbenlyst forstyrrede, et stort skridt i at flytte radarprojektets levedygtighed fremad.

I modsætning til bøjer, som giver enkeltpunktsmålinger, højfrekvente radartårne ​​bruger brede stråler, som skærer over vandoverfladen for at skabe kort over et helt område.

"Hver station individuelt kan kun fortælle dig den hastighed, hvormed en strøm bevæger sig hen imod eller væk fra den, " sagde Lorelle Meadows. "Et individuelt tårn giver kun den radiale komponent af strømmen. Men ved at kombinere de to stationer sammen opnår vi den fulde vektor."

Selvom det ikke er beregnet til at erstatte bøjer, radartårnene giver yderligere data for at opnå bedre forståelse af komplekse søsystemer.

"Håbet er at producere vektorkort hver halve time, " sagde Guy Meadows. "Straits West bøjen rapporterer forholdene på et enkelt punkt hvert 10. minut. Dette system har evnen til at oprette et nyt vektorkort over strømme hvert 30. minut, hver dag."

Næste skridt

Vektorkort kan bruges af mange forskellige interesser:at give advarsler til skibe om strømme, der kan tvinge dem på grund eller ud af kurs, at give vital information til eftersøgnings- og redningsoperationer, spore en fare spildt i vandet, eller overvågning af skadelig algeopblomstring, så kommunale vandindtag kan lukkes af, hvis det er nødvendigt.

Efter pilottesten, forskerne behandler data og vil søge permanent GLOS-støtte til radartårnene, som vil operationalisere denne kapacitet for strædet og også give dem mulighed for at udforske yderligere anvendelser af teknologien i ferskvand.

"Vores havkyster er udstyret med disse tårne, " sagde Lorelle Meadows. "Dette er vores mulighed for, at de store søers kystlinje kan være."