「みらい」MR13-­‐03    Underway  CTD試験観測結果速報

長谷川・茂木（leg  1）・                  横井・勝俣（on  board）  

                                                                   &  Supported  by  EMS  MWJ,  GODI    

2013/06/26　チーム会合

2013/06/26　チーム会合

OUTLINE      UCTD概要紹介    IntroducGon  of  UCTD  system  

　MR13-­‐03  UCTD試験観測の目的  Purpose  　UCTD構成パーツの概要  UCTD  components  

　一連の観測手順の紹介（動画）Movie  　データ検証  Data  check  

　まとめ  Summary  　将来のための追加購入アイテム  Items  required  

特徴  IntroducGon  of  UCTD  system

                           moving  vessel                          repeatable  operaGon　    data  accuracy        manpower  CTD:                                ×　　　　　　　　　　　　　　  ◎                                                          ◎                                              ×  XCTD:                          ◎　　　　　　　　　　　　　　  ×                                                              ×                                              ◎  UCTD:                          ○                                                                                  ◎                                                        ○                                              ○  (6名：将来4名？)                　

UCTD,  CTD,  XCTD比較

UCTD長所:  航走しながら、XCTDよりも高い精度で繰り返し観測可能  UCTD  system  can  get  good-­‐quality  Temp  &  Salinity  profile  from  moving  vessel  with  repeatable  operaGon  

                                                                               conducGvity  (S/m)            Temp（℃）　  depth（dbar)            salinity  (psu)  resoluGon:　　　　　　　        0.0005                                                0.002                          0.5                                              0.005　　　　　accuracy（raw  data）:                0.003                                                    0.02                              4                                                  0.3  Accuracy（processed）:          0.002~0.005                          0.004                            1                                                  0.002~  0.005  range  :                                                                0~9                                                        -­‐5  ~  43                  0~2000                                    0~42

UCTD  Accuracy  etc

                             Ship  speed  (kt)        OperaGon  Gme（min:  including  rewinding  &  data-­‐downloading）    200m:                    12　                                                      25　　　　　　　　　    500m:                    10                                                            30  1000m:                      2                                                            30      

UCTD  obs:  max  ship  speed  &  Gme  needed

XCTD<<UCTD<CTD

CTD<<UCTD<XCTD    *  XCTD:  1000m-­‐10kt

目的  Purpose

#  UCTD観測の基礎手順の確立    establish  UCTD  operaGon  method  on  R/V  Mirai      #  データ初期チェック（スパイク、CTDとの比較）  Data  check,  comparison  with  CTD    #  様々な運用に向けた確認（連続cast、閉曲線、夜間観測）  Pilot  operaGon  such  as  conGnuous  cast,  closed  line  obs,  night-­‐Gme  obs.  

UCTD構成パーツの概要  UCTD  components

パーツ概要

主要パーツ：  1. リワインダー  2. プローブ・テールスプール  3. ウィンチ  4. ダビット・ターンテーブル  5. 電源BOX  

サブパーツ：  1. プローブ回収時保護カバー  2. プローブ用一時保管ソケット  

その他アイテム：  1.  船体への取り付け金具  2.  カバー・防水シート・電源用防水ビニール  3.  ストップウォッチ  

主要パーツ１：リワインダー  Rewinder

#  ラインを巻く  #  プローブと連結するテールスプールにラインを巻いていく  

主要パーツ2：センサープローブ・テールスプール  Sensor  probe  &  tail  spool

#  Tail  spool：ラインを巻く  

#  連結してから投入  

#  Sensor  probe：T,  S,  Pセンサーを内蔵  

Magnet switch: remove: start measurement insert: stop measurement & bluetooth communication (automatically sleep after 3 min. with no-command)

プローブとテールスプールの連結  ConnecGon  bet.  Sensor  probe  &  tail  spool

#  突起と穴が合うようにまわしながらはめる  #  はめた後に、ボビンの白いボタンが、プローブの磁石の部分と同じライン上になるようにまわす  #  とりはずしは、ボビンの白いボタンを押して、回転させる

データ吸い出し・処理用PC  Laptop  for  data  download  &  procedure

#  プローブとPCはBluetoothで通信する  #  データ吸い出し・処理用のSBD社製ソフトをインストールする  #  OS：  windows  XP,  windows  7  #  Bluetooth内蔵ノートPCが望ましい  　　（非内蔵型ならばUCTD通信用USBアダプタを使用）  

プローブ充電 Probe power charge

マニュアルには4V以上充電しないようにと記載されているが、 正しくは8.0V以上にならないようする 自動的に充電を終了する機能はないが、過充電防止機能はある

[充電] 前回充電時より３０キャスト経過するか、電圧が7.0V未満となったら充電する 電圧は、PCを接続して”dv”コマンドで監視する。ESPで監視終了 必要に応じて、データ回収後に充電を行う [方法] プローブのテールのカップリングを専用6角レンチで外す チャージピンのゴム製ダミープラグを外す チャージピンの近くに”+”と”-”の表示があるので、赤色コネクターを”+”、黒色コネクターを “-”に接続する。 充電には2から4時間かかる

主要パーツ3：ウィンチ  Wintch

#  プローブ投入時：クラッチを切って、プローブを自由落下させる  #  プローブ巻き上げ時：クラッチを接続して、内蔵モーターでプローブを巻き上げる  #  通常は電動でモーター駆動。モーター故障時には、手動で巻き上げる方法も有る  

主要パーツ3：ウィンチ  Wintch

ウィンチ側面の操作ボタン・スイッチ類  

ウィンチ背面の手動ブレーキ  

主要パーツ4：ダビット・ターンンテーブル  Davit  &  Turn-­‐table    

#  プローブ投入時：ダビットを投入側（MR13-­‐03では、船尾＝海側）に向ける  #  リワインディング時：ダビットを投入時と反対方向（MR13-­‐03では船首方向）に向ける  

投入位置 リワインディング位置

ターンテーブルの黒い突起物を引っ張って９０度まわす  ことによって、ダビット一式が回転する。回転が完了したら  突起物を逆にひねって元に戻して固定する。

主要パーツ5：Power  BOX

#  船から電力を取得し、ウィンチとリワインダーに  　　電力を供給する  #  船の電源は、100V　もしくは220V  

ボックス内に予備ヒューズあり

船体の電源と電源BOXをつなぐアダプターを  別個に用意（MR13-­‐03ではMWJより借用）  

サブパーツ1：プローブ回収時保護カバー  Probe  Cover

#  プローブ回収時に、プローブが船体付近に到達したら、ラインに差し込んで落下させ、  　プローブを船体に接触しないように保護する  #  ライン差し込み時に怪我をしないように注意する  

サブパーツ2：プローブ用一時保管ソケット  Probe  Socket

#  プローブが  on  deck時に保管する  #  清水（ミリQ）で７割程度満たすようにする（センサー洗浄のため）  

その他アイテム1：船体への取り付け金具    Agachment  part  

#  ターンテーブルと船体をとりつける  #  取り付け位置の形状に合わせて、作成する。  #  納期は約1ヶ月。事前の船体下見が必要。    2,3  cast実施するとボルトがゆるむので、毎日ボルトの確認が必要  

動画で作業の観測の流れを紹介  （茂木さん作成）  

Movie  by  Moteki-­‐san

一つ一つの操作はシンプル;  Simple  operaGon      手数は多いので、ケアレスミス防止策が必要:  Avoid  careless-­‐mistake  at  each  step  （ログシートに確認事項や手順を掲載）    ウィンチには警告ランプなどが一切ないので事前点検を毎回行う:  Need  pre-­‐checkout    ウィンチ発熱の問題は発生せず（500mx3回OK:ただし40℃以上になる）:  Winch  OK    夜間作業も大きな問題なし（テールスプールに蛍光塗料？）:  Night-­‐Gme  operaGon  OK    データ吸い出しはアッパーデッキで行う（プローブをドライラボに毎回移動するのは  好ましくない）。防水・頑丈なノートPCが必要:  Need  touch-­‐laptop    波高2mでも問題無し;  OperaGon  under  2m-­‐wave-­‐height  condiGon:  OK    不具合発生時のために着水などの様子を記録:  Need  Picture  &  movie  recording  

観測作業のまとめ  Summary

Log-­‐sheet

データ検証  Data  check  

観測ステーション  UCTD  StaGon  

StaGon/Cast      Time  (UYC)        lat                  　  lon                    depth  (m)    ship  speed  (drop,  recovery  :kt)  　　　 -­‐-­‐レグ1-­‐-­‐  P001C1:        2013/06/04    31  01.18N      140  47.67E        200                  6.9,  2.0        *ダミープローブ使用    001C1:        2013/06/04    30  48.55N      140  45.61E        200                  7.1,  2.0    002C1:        2013/06/04    30  43.33N      140  44.68E        200              10.0,  5.0    002C2:        2013/06/04    30  39.22N      140  43.81E        200            10.0,  6.0    002C3          2013/06/04    30  31.80N      140  41.77E          200          10.0,7.0        *  データ記録無し（原因不明）    003C1          2013/06/05    25  58.87N      138  58.54E          200          11.7,8.0    003C2          2013/06/06    25  53.90N      138  56.31E          200          11.5,9.0    003C3          2013/06/05    25  48.30N      138  54.27E          200          11.7,9.8    004C1          2013/06/05    25  42.90N      138  52.24E          500            9.9,10.1    005C1          2013/06//06    21  27.42N      137  08.10E        500          9.8,9.8    005C2          2013/06/06    21  19.84N      137  05.26E          500            9.5,10.1    005C3          2013/06/06    21  12.58N      137  02.51E          500            9.7,9.8  P002C1:        2013/06/07    15  06.23N      135  12.00E          200          11.5,115      *夜間、ダミープローブ使用    006C1:        2013/06/97    15  01.70N      135  00.50E          200          11.6,11.5    *  夜間

   007C1:        2013/06/08    12  58.57N      135  00.27  E        800              1.9,1.9            *  CTD1000mの直後  -­‐-­‐レグ2-­‐-­‐      008C1:        2013/06/24    12  00.38N      134  59.99E          500　　　　　　　　*  CTD500mの直後      009C1:        2013/06/25                                                                                                500                                                  *  CTDフレームにプローブ取り付け                                                                                        

001 002

003 004

005

006 007 008

プロファイル（down/データ処理後1db平均）  

Salinity  spike:  ~0.005

Very  high  descent  rate（16m/s）

Salinity  spike  <  0.005

落下速度の極小に塩分スパイクが対応していないケースが多い  （落下速度極小以外でも塩分スパイク有り）

Distance  between  each  cast：~12km

塩分の値が各キャストで異なる

Distance  between  each  cast：~10km

Upper layer: low salinity

20-30m間隔で落下速度が増減 テールスプール一巻き分の長さに相当 （ラインの繰り出し位置によって落下速度が変化）

Upper layer：low salinity

CTDとの比較  Comparison  to  CTD

UCTD  007C01  &  CTD  just  before（2km  distance/0.5  hour  Gme  difference)

Solid  line：UCTD  Doged  line：CTD

Descent  rate（for  UCTD）

Temperature

Salinity

深度方向に  5-­‐10m程度ずれる

圧力センサー異常？  or  自然現象

CTDにはないピーク＆落下速度（小）  　　→  T/Cセンサー応答速度差を補正しきれないための  　　　　みかけの塩分ピーク

深度方向に  5-­‐10m程度ずれる

Similar in gross feature

StaGon  007C01:  0-­‐100m  拡大

descent  rate

conducGvity density

Temperature

Salinity

Leg2定点観測:  StaGon  008C01  &  CTD  just  before  (1.5km)  　 横井さん作図

上層と下層でズレの傾向が反対（圧力センサー異常だとしても、少なくとも単純な圧力のバイアスではない）

CTD: red UCTD: blue

StaGon  009C01（UCTD  probe  on  CTD  frame:  Same  Gme  &  locaGon  obs.）　MWJ松永さん作図

水温：  全層で  よく一致している    電気伝導度：  190-­‐240mで2,3m  のズレ、他は良く  一致  

0-500m

0-200m拡大

CTD/UCTD同時  観測でズレが微少  →センサーはOK  →連続観測時の  　ズレは自然変動  　が原因  

Very similar especially for T

Temp

Conductivity___

まとめ  Summary

「みらい」場甲板での運用手順は確立  Basic  method  is  established        ＃ 夜間観測も問題なし（将来：テールスプール蛍光塗料を塗る？）  　＃ 将来：より少人数化（”2名＋甲板部4名”から”1/2名＋甲板部1-­‐2名”へ）  　＃ 係船甲板での実施（防塩・防水対策後）  落下速度は通常の値（3m/s-­‐4.5m/s）なら見かけ上の塩分スパイクはわずか  　（スパイクがあっても公称精度以下の振幅）  Very  small  salinity  spike  for  descent  rate  (3-­‐4.5m/s)    CTD-­‐UCTD連続観測時にピークの深度が5-­‐10mずれるケースがあるが、  同時観測ではそのようなピークは見られない。    Very  similar  profile  bet.  UCTD  &  CTD  on  same  Gme  &  locaGon  observaGons  

追加購入アイテム

テールスプール＆スイッチ磁石の予備

防水ノートPC  (win7/Bluetooth/無線LAN有り）

Toughbook  CF-­‐19RW1ADS  or  CF19RR1ADS    (win7/4GB/320GB/Bluetooth/無線LAN)

PC/プローブ/プローブ緩衝材の格納用ケース  

専用防水カバー1式（MR13-­‐03は市販ブルーシートで代用）

#  観測中断時は、専用のカバーを被せる  

#  ウィンチは防水使用だが、豪雨が予想される場合は、防水シート（市販のブルーシート等）  　で全体を囲み、UCTD一式の下部を含めて防水対策をする  

#  電源暴露部（船体電源接続個所、電源BOX）に防水のために市販のビニール等を被せる  

先端リング作成練習用ライン

専用ニードルを使用

定期的に練習しないと作成方法を忘れる  1人1回0.5m必要  -­‐>  100m/yr  安価な同タイプの物で代用可能？

リング作成動画（茂木さん）

防水ヘッドランプ  e.g.,  パナソニック ワイドパワーLED防水ヘッドランプ BF-­‐270P

防水＆夜間視認性にすぐれたストップウォッチ：  e.g.,  CREPHA  デジタルストップウォッチ 日常生活防水仕様 30LAPメモリー  バックライト付き ブラック TCE-­‐118-­‐BK

#  テールスプールに蛍光塗料を塗る  or  反射テープを取り付ける

夜間観測  のために

今年度のUCTD観測プラン      #新規購入分が7月に納品予定    #年度末「みらい」航海で使用可能