Εναέρια Παρακολούθηση Ρύπανσης Πετρελαίου 2:
Aνίχνευση πετρελαιοκηλίδας σε μεγάλη απόσταση με ραντάρ

Σενάριο

Από καλή τύχη, ο πιλότος του αεροσκάφους επιτήρησης μπορεί να βρει πετρελαιοκηλίδα κατά το μήκος της γραμμής πτήσης. Αλλά τις περισσότερες φορές, αυτό δεν είναι τόσο εύκολο! Ως εκ τούτου, ένας αισθητήρας κατάλληλος για την ανίχνευση πετρελαιοκηλίδων σε μεγάλες αποστάσεις είναι απαραίτητος. Αυτός ο αισθητήρας είναι το ραντάρ, δηλαδή, το λεγόμενο εναέριο ραντάρ που βλέπει πλευρικά ή SLAR.

Με κεράια σε σχήμα μπάρας, η οποία προσδένεται στο κάτω μέρος του αεροσκάφους - όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα - το SLAR εκπέμπει σύντομους παλμούς μικροκυμάτων οι οποίοι κατευθύνονται προς την επιφάνεια του νερού. Το νερό είναι ένας καλός ανακλαστήρας των μικροκυμάτων. Τώρα, τα κύματα στην επιφάνεια του νερού καθιστούν δυνατό ένα μέρος των παλμών ραντάρ να ανακλούνται πίσω στο αεροσκάφος και να ανιχνευθούν με την κεραία SLAR. Το πετρέλαιο στην επιφάνεια του νερού θα αμβλύνει τα κύματα, έτσι ώστε μια επίπεδη επιφάνεια του νερού αντανακλά τους παλμούς μακριά από το αεροσκάφος, σαν ένας καθρέφτης, και οι παλμοί ραντάρ που αντανακλούνται δεν εντοπίζονται με την κεραία.



Θαλάσσιο αεροσκάφος επιτήρησης με τη μακρή κεράια σε σχήμα μπάρας SLAR, προσδεμένη στο κάτω μέρος του αεροσκάφος.
Πηγή: Central Command for Maritime Emergencies, Cuxhaven, Γερμανία
Zoom Sign
Θαλάσσιο αεροσκάφος επιτήρησης

Είμαστε χειτριστές μέσων ανίχνευσης πετρελαιοκηλίδων, και πετάμε σε ένα σκάφος εναέριας επιτήρησης. Έχουμε στενή επαφή με τις εικόνες που λαμβάνονται με το SLAR στην οθόνη του υπολογιστή αποστολής. Αμέσως παρατηρούμε την παρακάτω εικόνα:



Εικόνα της επιφάνειας της θάλασσας στα δεξιά του αεροσκάφους, που λαμβάνεται με το εναέριο ραντάρ που βλέπει πλευρικά (SLAR). Η πορεία του αεροσκάφους είναι παράλληλη με την αριστερή άκρη της εικόνας. Οι διαστάσεις της εικόνας στην επιφάνεια της θάλασσας είναι περίπου 3000μ μήκος, με 4000μ πλάτος. across-track.
Πηγή: Το Πείραμα Αρχιμήδης 2, Joint Research Centre, Ispra Establishment.
εικόνα πετρελαιοκηλίδας που έχει ληφθή από SLAR

Πώς μπορούμε να ερμηνεύσουμε αυτή την εικόνα; Τα κύματα στην επιφάνεια του νερού αποδίδουν τους παλμούς του ραντάρ, και η φωτεινότητα των λευκών κηλίδων αντιστοιχεί στην ένταση του ηχου. Οι περιοχές με επίπεδη επιφάνεια του νερού δεν προκαλούν ηχώ ραντάρ και ως εκ τούτου εμφανίζονται σε μαύρο χρώμα.

Ερωτήσεις

  1. Πώς ερμηνεύετε τις μαύρες και άσπρες περιοχές στην εικόνα του SLAR; Πού θα περιμένατε να βρείτε μια πετρελαιοκηλίδα στην εικόνα;

  2. Μπορείτε να εντοπίσετε περιοχές της πετρελαιοκηλίδας με λεπτό ή παχύ στρώμα πετρελαίου;

  3. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί του SLAR για την ανίχνευση διαρροής πετρελαίου;

  4. Μπορείτε να προτείνετε το SLAR
    a)για την ανίχνευση πετρελαιοκηλίδων σε μεγάλη απόσταση στην θάλασσα;
    b) να διακρίνετε λεπτές στρώσεις πετρελαίου που προκλήθηκαν από ελεγχόμενες διαρροές από μεγαλύτερες ποσότητες πετρελαίου που προκλήθηκαν από τις ατυχηματικές απορρίψειςq

Υλικά

Απαιτούμενος χρόνος

Προτάσεις για την διαδικασία

  1. Πρώτο μάθημα στην τάξη: Μαζευτείτε σε ομάδες μέχρι 5 μέλη, και

    • Συζητήσετε τις ερωτήσεις σχετικά με τα φυσικά χαρακτηριστικά των πετρελαίων και τη συμπεριφορά τους στην επιφάνεια του νερού,
    • Αποφασίζετε ποιες πληροφορίες μπορεί να χρειαστείτε να λύσετε το πρόβλημα, και
    • Δώσετε μια εργασία σε κάθε μέλος της ομάδας σας που πρέπει να επιλυθεί μέχρι το επόμενο μάθημα στο σχολείο.

    Αυτό θα σας επιτρέψει να λύσετε το συγκεκριμένο πρόβλημα και να παρουσιάσετε τα αποτελέσματα στην τάξη σας.

    Σημείωση: δεν χρειάζονται όλες οι πληροφορίες που προσφέρονται για την επίλυση του προβλήματος! Είναι στο χέρι σας να αποφασίσετε ποιες πληροφορίες μπορεί να χρειαστείτε.

  2. Δουλειά για το σπίτι: Επιλύσετε το πρόβλημα που έχει ανατεθεί σε εσάς από την ομάδα σας.

  3. Δεύτερο μάθημα στην τάξη:

    • Παρουσιάσετε τι έχετε μάθει στην ομάδα σας
    • Συζητήσετε για το πως τα ευρήματά σας μπορούν να σας βοηθήσουν να απαντήσετε στην ερώτηση 4, δηλαδή την επιλογή των καλύτερων μέσων και μεθόδων για ένα συγκεκριμένο σενάριο
    • Παρουσιάσετε τα αποτελέσματά σας στην τάξη σας, χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες που βρήκατε στον έρευνά σας.

Ιστορικό