Olievervuilingsvliegpatrouille 2:
Olievlekdetectie op lange afstand met radar

Scenario

Met een beetje geluk zal de piloot van een bewakingsvliegtuig op de vliegroute een olievlek vinden. Maar vaker is dit niet het geval! Daarom is een sensor nodig die geschikt is om olievlekken over lange afstanden te detecteren. Deze sensor is de radar, d.w.z., de zogenaamde zijwaarts kijkende luchtradar of SLAR.

Met zijn aan de onderkant van het vliegtuig bevestigde staafvormige antenne - zoals te zien is op onderstaande foto - zendt de SLAR korte microgolfimpulsen uit die naar het wateroppervlak gericht worden. Water is een goede reflector van microgolven. Nu, golven op het wateroppervlak maken het mogelijk dat een deel van de radarimpulsen weerkaatst wordt naar het vliegtuig en met de SLAR-antenne gedetecteerd worden. Olie op het wateroppervlak dempt de golven, zodat een plat wateroppervlak de impulsen weg van het vliegtuig weerkaatst, net zoals een spiegel, en weerkaatste radarimpulsen worden niet gedetecteerd met de antenne.



Een maritiem bewakingsvliegtuig met de lange, staafvormige SLAR-antenne onderaan het vliegtuig.
Bron: Central Command for Maritime Emergencies, Cuxhaven, Duitsland
Zoom Sign
Maritime surveillance aircraft

We zijn operatoren van olievlekdetectie-instrumenten, onderweg aan boord van een bewakingsvliegtuig en we bekijken het beeld verkregen met de SLAR op het scherm van de vluchtcomputer van dichtbij. Meteen zien we onderstaand beeld:



Beeld van het zeeoppervlak rechts van het vliegtuig, gemaakt met de zijwaarts kijkende luchtradar (SLAR). De baan van het vliegtuig is evenwijdig met de linkerrand van het beeld. Beeldafmetingen op het zeeoppervlak zijn ongev. 3000 m in de richting van de baan, 4000 m dwars op de baan.
Bron: Het Archimedes 2-experiment, Joint Research Centre, Ispra Establishment.
SLAR image of an oil spill

Hoe kunnen we bovenstaand beeld interpreteren? Golven op het wateroppervlak leveren echo's op van de radarimpulsen en de helderheid van de witte vlekken komt overeen met de sterkte van de echo. Gebieden met een plat wateroppervlak veroorzaken geen radarecho en worden dus in het zwart weergegeven.

Vragen

  1. Hoe interpreteer je de zwarte en witte plekken op het SLAR-beeld? Waar zou je verwachten een olieslik op het beeld te vinden?

  2. Kun je lozingsplekken identificeren met dunne of dikke oliefilmdikte?

  3. Wat zijn de voordelen en beperkingen van SLAR voor olievlekdetectie?

  4. Kun je SLAR aanbevelen
    a) voor detectie op lange afstand van olievervuiling op zee?
    b) om dunne oliefilms veroorzaakt door gecontroleerde lozingen te onderscheiden van grotere olievolumes veroorzaakt door accidentele lozingen?

Materialen

Benodigde tijd

Suggesties voor procedure

  1. Eerste les in de klas: Vorm groepen van niet meer dan vijf studenten en

    • Bespreek de vragen over de fysische karakteristieken van oliën en hun gedrag op het wateroppervlak,
    • Beslis welke achtergrondinformatie je misschien nodig hebt om het probleem op te lossen, en
    • Geef ieder lid van jouw groep een taak die afgewerkt moet zijn tegen de volgende les op school.

    Dit moet je in staat stellen het opgegeven probleem op te lossen en het resultaat aan jouw klas voor te stellen.

    Opgelet a.u.b.: niet alle achtergrondinformatie die je aangeboden krijgt is nodig om het probleem op te lossen! Het is aan jou om te beslissen welke informatie je nodig kan hebben.

  2. Huiswerk: Los de taak op die door jouw groep aan jou toegewezen is.

  3. Tweede les in de klas:

    • Presenteer wat je hebt geleerd aan jouw groep.
    • Bespreek hoe jouw vaststellingen je kunnen helpen om vraag 4 te beantwoorden, d.w.z. de keuze van de beste instrumenten en methodes voor een gegeven scenario.
    • Presenteer jouw resultaten aan jouw klas met behulp van de informatie die je vond bij je opzoekingen.

Achtergrondinformatie