i

Aktuální číslo:

2018/4

Téma měsíce:

Forenzní věda

Výzvy hydroakustiky

 |  5. 4. 2018
 |  Vesmír 97, 228, 2018/4

Kdo chce pochopit, co se děje pod hladinou vodních nádrží, jezer a moří, musí mít k dispozici metody pro sběr reprezentativních informací o skutečně velkých objemech vody. Jedním z nejslibnějších přístupů je použití ultrazvukových signálů vysílaných echoloty a sonary.1)

V typické aplikaci se jedná o vysílání dobře definovaného množství ultrazvukové energie do vodního prostředí a analýzu ozvů (ech) odražených od různých struktur ve vodním prostředí, případně i ze dna. Výzkumy v mořské biologii a oceánografii jsou dnes bez echolotů skoro nepředstavitelné. Většina informací o prostorovém výskytu ryb i mnoha dalších organismů v mořích a oceánech pochází v dnešní době právě z echolotů.

Echoloty našly široké uplatnění i ve sladkovodním výzkumu. Na hydrobiologických pracovištích Akademie věd orientovaných na přehradní nádrže a jezera se používají už od konce šedesátých let 20. století. Po dlouhou dobu však jejich použití výrazně limitoval fakt, že nebyly schopny přesně určovat velikost pozorovaných objektů. Menší objekty na okraji zvukového kužele se jevily stejně velké jako velké objekty na jeho okraji. Badatelé byli odkázáni na pravděpodobnostní modely určování velikostí, a to výrazně snižovalo přesnost získávaných dat. Podobně fungují běžné komerční echoloty pro jachtaře, sportovní rybáře apod.

Výrazným mezníkem ve vývoji kvalitních vědeckých echolotů byl vývoj dvoukuželových (dual-beam) systémů a systémů s děleným kuželem (split-beam), které umožnily přímé zjišťování velikosti každého pozorovaného objektu, jehož echo se nepřekrývalo s jiným. Tento vývoj se datuje do konce osmdesátých let 20. století a předznamenal masový rozvoj echolokačních studií. Vědecká komunita dostala do rukou úžasné nástroje, kterými lze rychle a efektivně prohlédnout miliony kubických metrů do té doby téměř neznámého prostředí (obr. 1). Hloubky našich nádrží a jezer dosahují maximálně 100 metrů, takže vzdálenost k pozorovaným objektům nebývá na rozdíl od hlubokých jezer a moří limitující. Zdálo by se, že tajemství vodních tvorů budou velmi rychle odkrývána.

Zdánlivě prázdné nádrže

S postupnou eutrofizací našich vod (snížení průhlednosti v důsledku rozvoje řas) a s vytvářením poměrně příkré teplotní stratifikace však došlo k tomu, že se naše nádrže při klasickém průzkumu vertikálním echolotem jeví jako prázdné. Na rozdíl od moří ryby nejsou od pozorovatele příliš daleko, ale příliš blízko. Obr. 2 ukazuje několik možných typů vertikální distribuce ryb v nádržích a jezerech. Ryby si své prostředí aktivně vybírají, takže rovnoměrný výskyt v prostředí (obr. 2A) může nastat snad pouze teoreticky v intenzivně míchaných umělých systémech.

Nyní vidíte 18 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Ekologie, Hydrologie

O autorech

Jan Kubečka

Jaroslava Frouzová

Michal Tušer

Doporučujeme

Bitva o mozkové neurony

Bitva o mozkové neurony audio

Jaroslav Petr  |  12. 4. 2018
Před pár dny utrpěla naše představa o neustálé obnově lidského mozku nově vznikajícími neurony „těžké K.O.“. Teď se ale z článku v časopisu Cell...
Čichám, čichám zločin

Čichám, čichám zločin

Štěpán Urban, Ludvík Pinc  |  5. 4. 2018
Policisté využívají citlivý psí čich k prokazování spojitosti osob, předmětů a míst s trestnými činy. Tato metoda ale není bez rizika a při...
Oslazená rakovina

Oslazená rakovina

Marek Janáč  |  5. 4. 2018
Grant Evropské výzkumné rady (ERC) platí ve vědeckém světě jako známka nejvyšší kvality. Tato organizace totiž podporuje jen projekty, jež lze...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné