The world is turning around and around… all the time! And this has a big influence on where ocean currents go and how winds blow (It doesn’t, however, influence the vortex that appears when you drain your bath tub!). We call this the “Coriolis effect” or “Coriolis force”.
For the experiment, you’ll need:
a cutting board
a long ruler
glue or tape (to glue the ruler to the cutting board)
a pencil
a couple of pens
a white paper
a second pair of hands (someone to help you with the experiment)
Cut out a large* circle from he paper and pin it to the middle of the cutting board with the pencil (check with your parents first that they are ok with that!). Glue or tape the ruler onto the cutting board such that it goes over the paper circle.
Now draw a line along the ruler’s edge while your helper turns the paper circle clockwise. What do you see?
The paper circle represents the world as seen from the South Pole. What would the same thing look like from the North Pole? Turn the paper circle the outer way round to find out!
*but the diameter needs to be smaller than the length of the ruler!
Mens Elin er på tokt i Amundsenhavet er eg på tokt til Filchner-Ronneisen som ligg heilt sør i Atlanteren, i Weddellhavet.
Isdekke i Antarktis er som ein hatt. Inne på kontinentet ligg den fleire tusen meter iskappa, toppen av hatten, men ut mot randområda blir isen tynnare og flyt på havet som ein hattebrem. Denne flytane delen av isen heiter isbrem på norsk, men som oftast seier vi isshelf. «Hattebremmen» er ikkje like brei rundt heile Antarktis-kontinentet, men delt opp i to store og mange mindre isbremmar.
Fleire av dei små isbremmane, spesielt på den Antarktiske halvøya og i Amundsenhavet blir dramatisk tynnare på grunn av auka tilførsel av varme frå havet. Isbremmane spelar ei viktig rolle i stablisering av isdekket i Antarktis og i produksjonen av det kaldaste og tyngste vatnet i havet. Det store spørsmålet er kva som skjer med dei største; Ross- og Filchner-Ronne-isbremmane, og om vi kan risikere at is-kappa over vest Antarktis kollapsar.
Verdas kaldaste havvatn blir produsert under Filchner-Ronne-isbremmen i Antarktis, i volum verdas største flytane lekam. Dette superkalde havvatnet er kjelda til det tyngste vatnet i verdshava, det Antarktiske botnvatnet, som dekker mesteparten av botn i Stillehavet, Indiahavet og Atlanteren. Isbremmane er også ei motkraft som hindrar innlandsisen i å strøyme ut i havet. Om isbremmane smeltar, aukar utstrøyminga av innlandsis til havet og havnivået vil dermed stige.
Inntil nå ser vi ingen teikn til auka smelting av Filchner-Ronneisen, men nokre klimamodellar viser at dette kjem til å endre seg i nær framtid (50 år). I følgje ein modell vil smeltinga av undersida av Filchner-Ronne isbremmen auke frå i dag 20 cm/år til 4 m/år i 2060 p.g.a auka tilførsel av varme frå havet. Dette vil få dramatiske konsekvensar med kraftig stigning av havnivået.
Det er langt frå sikkert at dette vil skje, men det er eit veldig viktig klimaspørsmål og det er grunnen til at eg nå er her sør i isøydet. Vi må forske på om havsirkulasjonen vil endre seg slik at meir varmt havvatn strøymer innunder isbremmane, og så må vi bygge observatorium der vi kan måle endringar i havstraumane over mange tiår.
Det er slike observatorium vi nå bygger inne på Filchner-Ronneisen og i havet utafor. I havet der vi kan segle med isbrytarar består observatoria av måleriggar slike som Elin har omtala. For å gjere observasjonar under isbremmen må vi første bore oss gjennom isen og til det treng vi mykje utstyr og drivstoff. I år har den tyske isbrytaren Polarstern frakta utstyr og drivstoff fram til Ronneisen der vi bygger eit depot med mange tusen liter drivstoff. Til å frakte det til der vi skal bore, bruker vi beltevogner av same type som blir brukt til å preparere skiløyper og slalåmbakkar. Sledane som vi frakter tankane med drivstoff på er berre eit stort stykke plastikk.
For å lage eit hol gjennom den mange hundre meter tjukke isen bruker vi varmt vatn som vi pumper gjennom ein slange og fram til boren. Boren er eit tungt røyr med ei dyse som spyler og smeltar isen mens den sakte blir senka ned gjennom isen.
Inne i isen er det -25°C og vatnet i holet frys difor etter kort tid, så vi må vere raske med å sette ut instrumenta som skal måle i havvatnet under isen. Instrumenta er kopla til ein kabel som går gjennom isen slik at dei kan sende data til overflata. Når instrumenta er på plass er det berre å la holet fryse igjen og starte med å observere kva som skjer havstraumane under isen.
Slik ser en isbrem ut fra siden. Den røde pilen viser varmt vann som strømmer inn under isen.
Frysepunktet til havvann synker med økende saltholdighet og med økende trykk – jo saltere vannet er eller jo høyere trykket er, jo mer kan man kjøle det ned før det fryser. Ferskvann fryser ved 0\(^\circ\)C – havvann ved -1.9\(^\circ\)C. På 1000 m dyp kan man kjøle ned vannet til -2.6\(^\circ\)C innen det fryser. Under de store isbremmene i Antarktis kommer havvann i konatakt med is på store dyp. Når vann er i kontakt med is, så smeltes isen og vannet kjøles ned til frysepunktet. Under Filchner-Ronne isbremmen finnes grunningslinjen (se figur) på 1800 m dyp. Da kan vannet bli veldig kaldt!
Oppgave 1
Frysepunktet er en funksjon av saltholdighet og trykk; \(T_f=T_f(S,P)\). For konstant P (dvs. på et visst dyp) og for små endringer i S endrer frysepunktet seg lineært med saltholdigheten og vi kan skrive \(T_f=kS+m\).
a) Vi vet at \(T_f(S=34.4,P=0)=-1.8879^\circ C\) og \(T_f(S=34.7,P=0)=-1.9051^\circ C\). Bestem konstantene \(k\) og \(m\).
b) Hva er \(T_f(S=34.5,P=0)\)?
c) Hva er \(T_f(S=0,P=0)\)? Stemmer det? Hvorfor/hvorfor ikke?
På samme måte kan vi, for en gitt saltholdighet, skrive \(T_f=kP+m\).
d) Vi vet at \(T_f(S=34.5,P=0)=-1.8936^\circ C\) og \(T_f(S=34.5,P=1000dbar)=-2.6466^\circ C\). Trykket øker med omtrent 1 dbar per meter, så trykket er ca 100dbar på 100 m dyp, 200dbar på 200 m dyp og så videre. Bestem konstantene \(k\) og \(m\).
e) Hva er frysepunktet når P=2000dbar (ca 2000 m dypt)?
f) Min kollega Svein Østerhus har vært med og boret gjennom den tykke isen Filchner-Ronne isbremmen i Weddellhavet og gjort målinger av vannet under. Den laveste temperaturen de målte var -2.53\(^\circ\)C. Saltholdigheten var 34.5. Hvor dypt må de (minst) ha vært?
g) Hvor kaldt kunne vannet ha vært om du målte nede ved grunningslinjen (1800 m)?
Oppgave 2
Når is smelter i saltvann skjer to ting; temperaturen synker ettersom varmen fra vannet brukes til å smelte isen, og saltholdigheten synker ettersom saltvannet blander seg med smeltevannet fra isen. For å smelte en viss mengde is trenger vi en viss mengde varme – skal vi smelte dobbelt så mye is trenger vi dobbelt så mye varme. Forandringen i temperatur er proporsjonal med forandringen i saltholdighet: \(k=\Delta T/\Delta S\)=2.4. En linje med stigningstall 2.4 i et TS-diagram (et diagram med salt på x-aksen og temperatur på y-aksen) viser hvordan saltholdighet og temperatur forandres når is smelter i havvann. Den kalles for en Gade-linje (se figur) etter Professor Herman Gade fra UiB.
TS-diagram som viser to Gade linjer (røde linjer) og frysepunktet (svart linje). I oppgavene skal vi bestemme linjenes ligninger og finne skjæringspunkt. De stiplede linjene viser iopyknaler. Iso betyr lik, pykno betyr tetthet – så alle vannmasser (punkter) på linjen har samme tetthet. Tallene angir tetthet i kg/m3.
a) Finn ligningen (\(T=kS+m\)) som beskriver hvordan temperaturen forandrer seg når is smelter i vann som har T=2\(^\circ\)C og S=34.6? Plot den i et TS-diagram (en graf med saltholdighet på \(x\)-aksen og temperatur på \(y\)-aksen).
b) Hvor salt er vannet når T=0\(^\circ\)C?
c) Hvor salt er vannet når vannet er på fryspunktet? Her trenger man å bruke uttrykket for frysepunktet som du kom fram til i oppgave 1 (P=0).
d) Figuren nedenfor viser et TS-diagram med data fra en CTD stasjon som ble tatt ved fronten av Filchner isbremmen da jeg var der for noen år siden. Hva var den laveste temperaturen som vi målte da? Hvordan kan det ha blitt så kaldt?
TS-diagram som viser data fra en stasjon ved fronten av Filchner isbremmen. Den svarte linjen viser frysepunktet (for P=0).
e) Finn Gade linjen som går gjennom punktet med det kaldeste vannet vi observerte og plott den sammen med dataene og og linjen som angir frysepunktet (fra oppgave 1, P=0).
f) Det meste av vannet som kommer inn under Filchner-Ronne isbremmen er på frysepunktet (P=0). Hvor salt var det kaldeste vannet som vi observerte når det kom inn under isbremmen, dvs før det smeltet is?
Med hjelp av Gade linjen kan vi bestemme hvor salt vannet som kommer ut fra hulrommet under Filchner-Ronne isbremmen var når det strømmet inn. Ettersom vi vet hvordan saltholdigheten endrer seg langs fronten (det blir saltere jo lenger vest man går) så kan vi også si hvor vannet strømmet inn.
Så här ser en shelfis ut från sidan! Den röda pilen visar varmt vatten som strömmar in under isen
Fryspunkten till havsvatten sjunker med ökande salthalt och med ökande tryck – ju saltare vattnet är, eller ju högre trycket är ju mer kan man kyla det ner innan det fryser. Kranvatten fryser vid 0\(^\circ\)C – havsvatten vid -1.9\(^\circ\)C. På 1000 m djup kan man kyla ner vattnet till -2.6\(^\circ\)C innan det fryser. Under de stora shelfiserna i Antarktis kommer havsvatten i kontakt med is på stort djup. När vatten är i kontakt med is, så kommer det smälta is och kylas ner till fryspunkten. Under Filchner-Ronne shelfisen når vattnet ner vid grundningslinjen (se figur) till 1800 m djup . Då kan vattnet bli väldigt kallt!
Uppgift 1
Fryspunkten är en funktion av salthalt och tryck, \(T_f=T_f(S,P)\). För ett konstant P (dvs. på ett visst djup) och för små ändringar i S ändrar sig fryspunkten linjärt med salthalten och vi kan skriva \(T_f=kS+m\).
a) Vi vet att \(T_f(S=34.4,P=0)=-1.8879^\circ C\) och \(T_f(S=34.7,P=0)=-1.9051^\circ C\). Bestäm konstanterna \(k\) och \(m\).
b) Vad är \(T_f(S=34.5,P=0)\)?
c) Vad är \(T_f(S=0,P=0)\)? Stämmer det? Varför/varför inte?
På samma sätt kan vi, för en given salthalt, skriva \(T_f=kP+m\).
d) Vi vet att \(T_f(S=34.5,P=0)=-1.8936^\circ C\) och \(T_f(S=34.5,P=1000dbar)=-2.6466^\circ C\). Trycket ökar med ungefär 1 dbar per meter, så trycket är ca 100dbar på 100 m djup, 200dbar på 200 m djup och så vidare. Bestäm konstanterna \(k\) och \(m\).
e) Vad är fryspunkten när P=2000dbar (ca 2000 m djup)?
f) Min kollega Svein Østerhus har varit med och borrat genom den tjocka isen på Filchner-Ronne shelfisen i Weddell havet och gjort mätningar i havsvattnet i håligheten under isen. Den lägsta temperatur de mätte var -2.53\(^\circ\)C, salthalten var 34.5. Hur djupt måste de (minst) ha varit?
g) Hur kallt kunde vattnet ha blivit om det nått ner till grundningslinjen (1800 m) och smält is där?
Uppgift 2
När is smälter i saltvatten så sker två saker: temperaturen sjunker, eftersom värmen från vattnet används till att smälta isen, och salthalten sjunker, eftersom saltvattnet blandar sig med smältvattnet från isen. För att smälta en viss mängd is behöver vi en viss mängd värme – ska vi smälta dubbelt så mycket is så behöver vi dubbelt så mycket värme. Förändringen i temperatur är \textit{proportional} med förändringen i salthalt: \(k=\Delta T/\Delta S\)=2.4. En linje med lutningen 2.4 i ett TS-diagram (ett diagram med salt på x-axeln och temperatur på y-axeln) visar hur salthalt och temperatur förändras när is smälter i havsvatten – den kallas för Gade-linje (se figur) efter Professor Herman Gade från UiB.
TS-diagram som visar två Gade linjer (röda linjer) och fryspunkten (svart linje). I uppgifterna ska vi bestämma linjernas ekvationer och finna skjärningspunkt! De streckade linjerna visar isopyknaler. Iso betyder lik, pykno betyder densitet – så alla vattenmassor (punkter) på linjen har samma densitet. Siffrorna anger densiteten i kg/m3.
a) Finn ekvationen (\(T=kS+m\)) som beskriver hur temperaturen förändrar sig när is smälter i vatten som har T=2\(^\circ\)C och S=34.6? Plotta den i et TS-diagram (En graf med salthalt på \(x\)-axeln och temperatur på \(y\)-axeln).
b) Hur salt är vattnet när T=0\(^\circ\)C?
c) Hur salt är vattnet när vattnet är på fryspunkten? Här behöver du använda uttrycket for fryspunkten som du kom fram till i uppgift 1 (P=0).
d) Figuren nedan visar ett TS-diagram med data från en CTD station som togs vid vid fronten av Filchner shelfisen när jag var där för några år sen. Vad var den lägsta temperaturen som vi mätte då? hur salt var det vattnet? Hur kan det ha blivit så kallt?
TS-diagram som visar data från en station vid fronten av Filchner shelfisen. Den svarta linjen visar fryspunkten (för P=0).
e) Finn Gade linjen som går genom punkten med det kallaste vattnet vi observerade och plotta den tillsammans med datan och linjen som ger frysepunkten (från uppgift 1, P=0) .
f) Det mesta av vattnet som kommer in under Filchner-Ronne isen är på fryspunkten (P=0). Hur salt var det kallaste vattnet som vi observerade när det kom in under shelfisen, dvs innan det smälte is?
Med hjälp av Gade linjen kan vi bestämma hur salt vattnet som kommer ut från håligheten under Filchner-Ronne shelfisen var när det strömmade in. Eftersom vi vet hur salthalten ändrar sig längst fronten (det blir saltare ju längre väst man går) så kan vi också säga var det vattnet strömmade in!
An ice shelf from the side! The red arrow shows warm water entering the ice shelf cavity.
The freezingpoint of seawater sinks with increasing salinity and with increasing pressure – the more sline the water is, or the higher the pressure is, the more you can cool down the water before it freezes. Water from the tap freezes at 0 0\(^\circ\)C and sea water at -1.9\(^\circ\)C. At 1000m depth you can cool down seawater to -2.6\(^\circ\)C before it freezes. Below the large ice shelves around Antarctica seawater gets in contact with ice at large depths. When water is in contact with ice, it will melt ice and cool down to its freezing point. Below the Filchner-Ronne ice shelf in the Weddell Sea the grounding zone (see figure) is located at 1800 m depth. Here the water can become very cold!
Exercise 1
The freezing point is a function of salinity and pressure \(T_f=T_f(S,P)\). For a constant P (i.e. at one depth level) and for small changes in salinity the freezing point is a linear function of salinity and we can write \(T_f=kS+m\).
a) We know that \(T_f(S=34.4,P=0)=-1.8879^\circ C\) and \(T_f(S=34.7,P=0)=-1.9051^\circ C\). Determine the coefficients \(k\) and \(m\).
b) What is \(T_f(S=34.5,P=0)\)?
c) Vad är \(T_f(S=0,P=0)\)? Is this right? Why/why not??
In a similar manner, we have that (for a given salinity) \(T_f=kP+m\).
d) We know that \(T_f(S=34.5,P=0)=-1.8936^\circ C\) and \(T_f(S=34.5,P=1000dbar)=-2.6466^\circ C\). The pressure increase by about 1 dbar per meter, so the pressure is about 100 dbar at 100 m depth, 200 dbar at 200 m depth and son on. Determine the constants \(k\) och \(m\).
e) What is the freezing point at 2000 m depth?
f) My collegue Svein Østerhus have been drilling through the thick ice on the Filchner-Ronne ice shelf and made observations of the water in the cavity beneath the ice. The lowest temperature they observed was -2.53\(^\circ\)C, the salinity was 34.5. What is the smallest depth the observations can be from?
h) What temperatures could you expect to observe at the grounding line (1800m)
Exercise 2
When ice melts in salt water two things happen: the temperature sinks, since the heat from the water is used to melt the ice, and the salinity decreases, since the seawater is mixed with the fresh melt water. To melt a certain quantity of ice we need a certain quantity of heat, if we were to melt twice as much ice, we’d need twice as much heat. The change in temperature is proportional with the change in salinity \(k=\Delta T/\Delta S\)=2.4. A line with a slope of 2.4 in a TS-diagram (a diagram with salinity on the x-axis and temperature on the y-axis) shows how the the salinity and temperature changes when ice is melting in seawater. It is called a “Gade line” (see figure below) after professor H. Gade at UiB.
TS-diagram showing two Gade lines (red lines) and the freezing point (black line). In the exercises we will determine the equations of the lines to find were they cross each other. The dashed lines are isopycnals. Iso means equal, pykno means density – so all water masses (points) on the line has the same density). The number gives the density in kg/m[latex]^3[/latex].a) Find the equation (\(T=kS+m\)) that describes how the temeprature and salinity changes when ice is melting in water with T=2\(^\circ\)C and S=34.6? Plot the line in a TS-diagram.
b) How salty is the water when T=0\(^\circ\)C?
c) How saline is the water when it is at its freezingpoint? Here you’ll need to use the expressin for the freezingpoint that you found in exercise 1 (P=0)
d) The figure below shows a TS-diagram with data from a CTD station (ENG_Filchner_CTD) that was occupied at the front of the Filchner ice shelf when I was there a few years ago. What was the lowest temperature we observed? How saline was that water?
TS-diagram showing data from a station at the front of the Filchner ice shelf. The black point show the freezing point (P=0).
e) Find the expression for the Gade line that goes through the T,S point from (d) and plot it together with the data and the line that gives the freezing point (from exercise 1, P=0)
f) Most of the water entering the Filchner cavity is at its surface (P=0) freezing point. How saline was the coldest water thtat we observed when it entered the cavity, that is, before it melted ice?
Using the Gade line we can determine how saline the water that exit the cavity was when it entered the cavity. Since we know how the salinity changes along the front of the ice shelf (it increases the further west you go) we can also determine where the water entered the cavity
Bland vann og isbiter i en skål og sett i termometeret. Rør godt om en stund. Hva viser termometeret?
Hell oppi salt og rør godt om. Hva skjer med termometeret? Hva skjer om du heller oppi enda mer salt? Hvor kaldt kan du få vannet?
Når en blanding av vann og is er i likevekt, så er temperaturen på frysepunktet. Når du heller i salt senkes frysepunktet (jo saltere vannet er, jo lavere er frysepunktet) og blandingen er ikke lenger i likevekt. Varme fra vannet brukes til å smelte is og temperaturen synker, enten til alt isen er smeltet eller til temperaturen i vannet er på frysepunktet.
Blanda vatten och isbitar i en skål och sätt i termometern. Rör om ordentligt en stund. Vad visar termometern?
Slå så i salt och rör om ordentligt. Vad händer med termometern? Vad sker om du slår i ännu mer salt? Hur kallt kan du få vattnet?
När en blandning av vatten och is är i jämvikt, så är temperaturen på fryspunkten. När du slår i salt, så sänks fryspunkten (ju saltare vattnet är, ju lägre är frysåunkten) och blandningen är inte längre i jämvikt. Värme från vattnet används till att smälta is och temperaturen sjunker – antingen tills all isen är smält, eller tills temperaturen i vattnet är på frysepunkten.
Add water and ice cubes to the bowl and then add the thermometer. Stir a bit. What does the thermometer show?
Now add a little salt and stir well to solve the salt in the ice water. What happens to the temperature? What happens if you add even more salt? How cold can you get your water?
When a mixture of water and ice is in equilibrium, the temperature is at freezing point. When you add more salt, that lowers the freezing temperature (the more salt, the lower the freezing point) and the mixture is no longer in equilibrium.
Heat from the water is used to melt, and the temperature of the mixture sinks, either until all ice as melted, or until the temperature of the water is the freezing temperature.
Den här veckan kommer det blog från min kollega Svein Østerhus som befinner sig på en annan forskningsbåt, på andra sidan av kontinenten men jag tänkte ändå att ni skulle få en kort uppdatering (och ett nytt problem) från mig!
Foto: Povl Abrahamsen
Alla mina riggar är nu i vattnet – och det är en betydligt mindre nervös Elin som går och lägger sig om kvällen nu än det var tidigare. Det är mycket som ska förberedas, mycket man ska tänka på när man sätter ihop riggarna, så många bitar som ska passa ihop – och mycket som kan gå fel. Vanligvis har jag en tekniker med mig som har full koll på vilka muttrar som ska sitta var och i vilken ordning ringar och shacklar ska sitta, men nu var det jag som stod där ute på däck med skiftnyckeln i handen och skulle hålla ordning på allting – och se till att allting var färdigt när det var min tur. Men det gick bra! Och så var Araon till slut på rätt position och vi kunde börja!
Mr Ham, den koreanska riggteknikern, ger tecken till kranföraren och snart ligger min första oranga boj och guppar i vattnet bakom båten. Vi kör långsamt framåt och matar ut lina från vinshen allteftersom – var femtionde meter fäster jag och Karen instrumenter på linan. Det går fort, alla vet vad de ska göra. Bojen blir mindre och mindre och snart är 300 m med lina utvinschad och alla instrumenter är i vattnet. Det är bara ankaret (3 gamla
järnvägshjul) som står kvar på akterdäck – men snart försvinner också det ner i djupet med ett stort plask. Den stora oranga bojarna dras fram genomvattnet mot oss allteftersom ankaret sjunker, men tillslut fösvinner också de under ytan. Ankaret kommer till slut att landa på botten – vanligtvis någonstans mittemellan platsen där det blev släppt ner och platsen där den sista bojen
försvann under ytan – men för att vi ska veta exakt* var riggen står så “triangulerar” vi med hjälp av utlösaren. På tre olika platser skickar vi ner signaler till utlösaren och ber honom svara -och utifrån tiden det tar för svaret att komma tillbaka kan vi räkna ut avståndet mellan båten och utlösaren. Eftersom vi vet var båten är, så kan vi räkna ut var riggen står… kanske ni vill hjälpa till? Jag tror det är enklast att lösa problemet grafiskt!
När vi släppt ner ankaret till min första rigg så åkte vi först 443 m i riktning -40.2 grader (se förklaring längst ner) till första trianguleringspunkten. Då var avståndet till utlösaren 802m. Därifrån åkte vi 862 m i riktning 172 grader och fick ett avstånd på 754 m. På den sista punkten var avståndet till utlösaren 816 m. Då hade vi åkt vi 867 m i riktning 53.0 grader från punkt nummer 2. Det är 600 m djupt och utlösaren sitter 25 m över botten. Hydrofonen som vi använder för att prata med utlösaren sänker vi ner 10 m under ytan. Var står riggen? Hur långt hade ankaret drivit? Hur noggrann är trianguleringen? Kan du uppskatta felet?
Däcksenheten som pratar med utlösaren använder en ljudhastighet på 1497 m/s när den beräknar avståndet till utlösaren. Med hjälp av data från en CTD-profil så beräknade jag den faktiska ljudhastigheten (som är en function av salthalt, temperatur och tryck) och kom fram till att medelhastigheten bara var 1447 m/s. Spelar det någon roll i uträkningarna ovan? Kan du korrigera dina beräkningar? Riktningarna angivs som “grader motsols från x-axeln”. X-axeln pekar mot öst, så om vi åker mot öst så är vinkeln noll grader, om vi åker mot norr så är vinkeln 90 grader och om vi åker söderut så är vinkeln -90 grader.
This week you’ll get a letter from my colleague Svein Osterhus who is onboard another research ship on the other side of the continent… but I thought I’d send you a short update from the Amundsen Sea and a new problem for you to solve!
Foto: Povl Abrahamsen
All of my moorings are now in the water – and the nervous butterflies that have flown around in my belly the last couple of weeks are finally gone! There are so many things to prepare, so many things to think about when putting the moorings together – so many things that can go wrong. When I’ve deployed moorings before I’ve always had a technician with me, a technician who has full control over what screw goes where and where those shackles and rings are supposed to be… but this time it was me who was out on deck with a spanner in my hand trying to get everything ready in time. Finally Araon got into position and we could start!
Mr Ham, the Korean mooring technician, gave sign to the winch driver and he elegantly lifts my first orange buoy into the water. Araon is slowly advancing as we feed the mooring line out behind us. Every fifty meter or so mr Ham stops, and Karen and I attach an instrument to the line. Everything goes quick and smoothly – we all know what to do. The buoy gets smaller and smaller in the distance, and soon there is 375 m of mooring line out in the water. Only the anchor (3 old railway wheels) is left on deck, and finally it too disappears into the water with a splash. The orange buoys are pulled through the water as the anchors sinks, but eventually gravity wins and they too are gone. The anchors sinks down and lands on the bottom, normally somewhere between the location it was released and the place where the buoys are last seen. To find out exactly where the mooring is, we use the acoustic release to “triangulate”. At three positions we send down signals to the acoustic release, and based on the time it takes from the signal to come back we can calculate the distance between the hydrophone that we lower into the water to talk to the acoustic releaser and the releaser itself. Since we know where the boat is, we can determine where the releaser (and thus the mooring) is located… maybe you’d want to help out?
When the anchor to the first of my moorings were released we moved 443 m towards -40.2 degrees (see explanation of the directions in the end) and the first triangulation point. The distance to the releaser was then 802 m. Thereafter we moved 862 m towards 172 degrees and got a distance of 754 m. At the last point, the distance to the releaser was 754 m. Then we’d moved 867 m in towards 53 degrees from point number two. The depth is 600 m and the releaser is locate 25 m above the anchor. The hydrophone was lowered 10 m into the water.
Where is the anchor? How far had the anchor drifted? How exact is the triangulation? Can you estimate the error?
The deck unit talking to the acoustic release assumes a sound speed of 1497 m/s when calculating the distances. Using data from our CTD cast we calculated the true sound speed (which is a function of salinity, temperature and pressure) and found the mean speed of sound to be 1447 m/s. Does that matter for the calculations above? Can you correct for it?
The directions are given as degrees counterclockwise from the x-axis. The X-axis is pointing eastward, so if we go towards the east, the direction is 0 degrees, if we go north, it is 90 degrees and if we go south, it is -90 degrees.
