Fisheries acoustics
মৎস্য ধ্বনিবিজ্ঞানে জলজ পরিবেশে সেন্সর হিসাবে ধ্বনিগত যন্ত্র ব্যবহার করে বিভিন্ন গবেষণা এবং ব্যবহারিক প্রয়োগের বিষয় অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। অ্যাকোস্টিক্যাল কৌশলগুলি জলজ প্রাণী, জুপ্ল্যাঙ্কটন এবং শারীরিক ও জৈবিক আবাসনের বৈশিষ্ট্যগুলি অনুধাবন করতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। মৌলিক তত্ত্ব জৈববস্তুপুঞ্জ অনুমান হল সোনার প্রযুক্তি ব্যবহার করে মাছ এবং অন্যান্য সামুদ্রিক জীব সনাক্ত ও পরিমাপ করার একটি পদ্ধতি। একটি অ্যাকোস্টিক ট্রান্সডিউসার জলে শব্দের একটি সংক্ষিপ্ত, কেন্দ্রীভূত স্পন্দন নির্গত করে। যদি শব্দটি আশেপাশের মাধ্যমের তুলনায় ভিন্ন ঘনত্বের বস্তুর মুখোমুখি হয়, যেমন মাছ, তবে তারা উৎসের দিকে কিছু শব্দ প্রতিফলিত করে। এই প্রতিধ্বনিগুলি মাছের আকার, অবস্থান এবং প্রাচুর্য সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করে। বৈজ্ঞানিক ইকো সাউন্ডার হার্ডওয়্যার ফাংশনের মৌলিক উপাদানগুলি হল শব্দ প্রেরণ, গ্রহণ, ফিল্টার এবং পরিবর্ধন, রেকর্ড এবং প্রতিধ্বনি বিশ্লেষণ করা। যদিও বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ "ফিশ-ফাইন্ডার"-এর অনেক প্রস্তুতকারক রয়েছে, পরিমাণগত বিশ্লেষণের জন্য উচ্চ সংকেত-থেকে-শব্দের অনুপাত সহ ক্যালিব্রেটেড ইকো সাউন্ডার সরঞ্জাম দিয়ে পরিমাপ করা প্রয়োজন। প্রথম বিশ্বযুদ্ধের পর, যখন সোনার প্রথম সাবমেরিন সনাক্তকরণের জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল, তখন ইকো সাউন্ডারগুলি সেনাবাহিনীর বাইরে ব্যবহার খুঁজে পেতে শুরু করে। ফরাসি অভিযাত্রী র্যালিয়ার ডু ব্যাটি 1927 সালে অপ্রত্যাশিত মিডওয়াটার প্রতিধ্বনির কথা জানান, যার জন্য তিনি মাছের স্কুলগুলিকে দায়ী করেন। 1929 সালে, জাপানি বিজ্ঞানী কিমুরা একটি জলজ পুকুরে সমুদ্রের ব্রীম সাঁতারের মাধ্যমে একটি অবিচ্ছিন্ন অ্যাকোস্টিক রশ্মির ব্যাঘাতের কথা জানান। 1930-এর দশকের গোড়ার দিকে, দুইজন বাণিজ্যিক জেলে, রোনাল্ড বলস, একজন ইংরেজ এবং রেইনার্ট বকন, একজন নরওয়েজিয়ান, মাছ সনাক্ত করার উপায় হিসাবে ইকোসাউন্ডার নিয়ে স্বাধীনভাবে পরীক্ষা-নিরীক্ষা শুরু করেন। নরওয়ের ফ্রাফজোর্ডে বোকন দ্বারা রেকর্ড করা স্প্রাট স্কুলগুলির অ্যাকোস্টিক ট্রেস ছিল মাছের প্রথম ইকোগ্রাম যা প্রকাশিত হয়েছিল। 1935 সালে, নরওয়েজিয়ান বিজ্ঞানী অস্কার সান্ড গবেষণা জাহাজ জোহান হজোর্ট থেকে কড স্কুলগুলির পর্যবেক্ষণের কথা জানান, যা মৎস্য গবেষণার জন্য ইকোসাউণ্ডিংয়ের প্রথম ব্যবহারকে চিহ্নিত করে। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় সোনার প্রযুক্তি দ্রুত বিকশিত হয় এবং যুদ্ধ শেষ হওয়ার পরপরই বাণিজ্যিক মৎস্যজীবী ও বিজ্ঞানীরা সামরিক উদ্বৃত্ত সরঞ্জাম গ্রহণ করেন। এই সময়কালে মাছ সনাক্ত করার জন্য বিশেষভাবে নকশাকৃত যন্ত্রের প্রথম বিকাশ ঘটে। ধ্বনিগত সমীক্ষার ব্যাখ্যায় বড় অনিশ্চয়তা বজায় ছিল, তবেঃ যন্ত্রের ক্রমাঙ্কন অনিয়মিত এবং অস্পষ্ট ছিল এবং মাছ ও অন্যান্য জীবের শব্দ-বিচ্ছুরণ বৈশিষ্ট্যগুলি খুব কমই বোঝা যেত। 1970 এবং 80-এর দশকের শুরুতে, ব্যবহারিক এবং তাত্ত্বিক তদন্তের একটি সিরিজ এই সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করতে শুরু করে। স্প্লিট-বিম ইকোসাউন্ডার, ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসিং এবং ইলেকট্রনিক ডিসপ্লের মতো প্রযুক্তিগত অগ্রগতিও এই সময়ে আবির্ভূত হয়েছিল। বর্তমানে, বিশ্বব্যাপী অনেক মৎস্যচাষের মূল্যায়ন ও ব্যবস্থাপনায় অ্যাকোস্টিক জরিপ ব্যবহার করা হয়। ক্যালিব্রেটেড, স্প্লিট-বিম ইকোসাউন্ডার হল আদর্শ সরঞ্জাম। বিভিন্ন অ্যাকোস্টিক ফ্রিকোয়েন্সি প্রায়শই একযোগে ব্যবহার করা হয়, যা বিভিন্ন ধরনের প্রাণীর মধ্যে কিছু বৈষম্যের অনুমতি দেয়। মাল্টিবিম, ব্রডব্যান্ড এবং প্যারামেট্রিক সোনার নিয়ে গবেষণা সহ প্রযুক্তিগত উন্নয়ন অব্যাহত রয়েছে। মাছ গণনার কৌশল যখন পৃথক লক্ষ্যগুলি একে অপরের থেকে আলাদা করার মতো যথেষ্ট দূরত্ব থাকে, তখন লক্ষ্যগুলির সংখ্যা গণনা করে মাছের সংখ্যা অনুমান করা সোজা। এই ধরনের বিশ্লেষণকে প্রতিধ্বনি গণনা বলা হয় এবং ঐতিহাসিকভাবে জৈববস্তুপুঞ্জ অনুমানের জন্য এটিই প্রথম ব্যবহৃত হয়েছিল। প্রতিধ্বনি সংহতকরণ যদি একাধিক লক্ষ্য একই গভীরতায় অ্যাকোস্টিক বিমে অবস্থিত থাকে, তবে সাধারণত সেগুলি আলাদাভাবে সমাধান করা সম্ভব হয় না। এটি প্রায়শই স্কুলিং মাছ বা জুপ্ল্যাঙ্কটনের সমষ্টির ক্ষেত্রে ঘটে। এই ক্ষেত্রে, জৈববস্তুপুঞ্জ অনুমান করতে প্রতিধ্বনি সংহতকরণ ব্যবহার করা হয়। প্রতিধ্বনি সংহতকরণ ধরে নেয় যে লক্ষ্যগুলির একটি গোষ্ঠী দ্বারা ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা মোট ধ্বনিগত শক্তি হল প্রতিটি পৃথক লক্ষ্য দ্বারা ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা শক্তির সমষ্টি। এই অনুমান বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই সঠিক। বিদ্যালয় বা সমষ্টি দ্বারা ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা মোট অ্যাকোস্টিক শক্তি একসাথে সংহত করা হয় এবং এই মোট একটি একক প্রাণীর (পূর্বে নির্ধারিত) ব্যাকস্কেটারিং সহগ দ্বারা বিভক্ত করা হয়, যা মোট সংখ্যার একটি অনুমান দেয়। যন্ত্র ইকোসাউন্ডার মৎস্যচাষের ধ্বনিবিজ্ঞানের প্রাথমিক হাতিয়ার হল বৈজ্ঞানিক ইকোসাউন্ডার। এই যন্ত্রটি বিনোদনমূলক বা বাণিজ্যিক মাছ সন্ধানকারী বা ইকোসাউন্ডার হিসাবে একই নীতির উপর কাজ করে, তবে বৃহত্তর নির্ভুলতা এবং নির্ভুলতার জন্য ইঞ্জিনিয়ার করা হয়, যার ফলে পরিমাণগত জৈববস্তুপুঞ্জ অনুমান করা যায়। একটি ইকোসাউণ্ডারে, একটি ট্রান্সসিভার একটি ছোট পালস তৈরি করে যা ট্রান্সডিউসার দ্বারা জলে পাঠানো হয়, শব্দের একটি কেন্দ্রীভূত মরীচি তৈরি করার জন্য সাজানো পাইজোইলেক্ট্রিক উপাদানগুলির একটি বিন্যাস। পরিমাণগত কাজের জন্য ব্যবহার করার জন্য, ইকোসাউন্ডারকে অবশ্যই একই বিন্যাস এবং পরিবেশে ক্রমাঙ্কন করতে হবে যেখানে এটি ব্যবহার করা হবে; এটি সাধারণত পরিচিত অ্যাকোস্টিক বৈশিষ্ট্য সহ একটি ধাতব গোলক থেকে প্রতিধ্বনি পরীক্ষা করে করা হয়। প্রাথমিক ইকোসাউন্ডারগুলি শুধুমাত্র একটি একক রশ্মি প্রেরণ করত। অ্যাকোস্টিক বিম প্যাটার্নের কারণে, বিভিন্ন আজিমুথ কোণে অভিন্ন লক্ষ্যগুলি বিভিন্ন প্রতিধ্বনির মাত্রা ফিরিয়ে দেবে। যদি লক্ষ্যের বিম প্যাটার্ন এবং কোণ জানা যায়, তবে এই দিকনির্দেশনার জন্য ক্ষতিপূরণ দেওয়া যেতে পারে। একটি লক্ষ্যের কোণ নির্ধারণের প্রয়োজনীয়তা টুইন-বিম ইকোসাউন্ডার বিকাশের দিকে পরিচালিত করে, যা দুটি অ্যাকোস্টিক বিম গঠন করে, একটি অন্যটির ভিতরে। অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের রশ্মির একই প্রতিধ্বনির পর্যায় পার্থক্যের তুলনা করে, অফ-অ্যাক্সিস কোণটি অনুমান করা যেতে পারে। এই ধারণার আরও পরিমার্জনে, একটি স্প্লিট-বিম ইকোসাউন্ডার ট্রান্সডিউসার মুখটিকে চারটি কোয়াড্রেন্টে বিভক্ত করে, যা তিনটি মাত্রায় লক্ষ্যের অবস্থানের অনুমতি দেয়। একক-ফ্রিকোয়েন্সি, স্প্লিট-বিম ইকোসাউন্ডার এখন মৎস্য ধ্বনিবিজ্ঞানের আদর্শ যন্ত্র। মাল্টিবিম ইকোসাউন্ডার মাল্টিবিম সোনারগুলি জলের মধ্যে একটি পাখা-আকৃতির শব্দ রশ্মি প্রক্ষেপ করে এবং প্রতিটি রশ্মির প্রতিধ্বনি রেকর্ড করে। এগুলি ব্যাথিমেট্রিক সমীক্ষায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, তবে সম্প্রতি মৎস্যচাষের শব্দবিজ্ঞানেও এর ব্যবহার খুঁজে পাওয়া শুরু হয়েছে। তাদের প্রধান সুবিধা হল একটি ইকোসাউন্ডার দ্বারা প্রদত্ত সংকীর্ণ জলের কলাম প্রোফাইলে একটি দ্বিতীয় মাত্রা যোগ করা। এইভাবে একাধিক পিং একত্রিত করে প্রাণী বিতরণের ত্রিমাত্রিক চিত্র দেওয়া যেতে পারে। অ্যাকোস্টিক ক্যামেরা হল এমন যন্ত্র যা তাৎক্ষণিকভাবে ত্রিমাত্রিক আয়তনের জলের ছবি তোলে। এগুলি সাধারণত প্রচলিত ইকোসাউন্ডারগুলির তুলনায় উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ ব্যবহার করে। এটি তাদের রেজোলিউশন বাড়ায় যাতে পৃথক পৃথক বস্তু বিস্তারিতভাবে দেখা যায়, তবে এর অর্থ হল যে তাদের পরিসীমা দশ মিটারের মধ্যে সীমাবদ্ধ। এগুলি আবদ্ধ এবং/অথবা নোংরা জলাশয়ে মাছের আচরণ অধ্যয়নের জন্য খুব কার্যকর হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ বাঁধের প্ল্যাটফর্মে অ্যানড্রোমাস মাছের উত্তরণ পর্যবেক্ষণ করা হয়। সবচেয়ে সাধারণ হল একটি ঐতিহ্যবাহী গবেষণা জাহাজ, যার ইকোসাউন্ডারগুলি জাহাজের কাঠামোতে বা ড্রপ কিল-এ লাগানো থাকে। যদি জাহাজটিতে স্থায়ীভাবে ইকোসাউন্ডার ইনস্টল না থাকে, তবে সেগুলি জাহাজের পাশে সংযুক্ত একটি খুঁটির উপরে বা জাহাজের পিছনে বা পাশে টানা "টোফিশ"-এ স্থাপন করা যেতে পারে। গর্তযুক্ত দেহগুলি গভীর-জীবিত মাছের অধ্যয়নের জন্য বিশেষভাবে কার্যকর, যেমন কমলা রফি, যা সাধারণত পৃষ্ঠে একটি ইকোসাউণ্ডারের সীমার নিচে বাস করে। গবেষণা জাহাজ ছাড়াও, মাছ ধরার জাহাজ, ফেরি এবং পণ্যবাহী জাহাজের মতো বিভিন্ন "সুযোগের জাহাজ" থেকে শব্দগত তথ্য সংগ্রহ করা যেতে পারে। সুযোগের জাহাজগুলি বড় এলাকায় কম খরচে তথ্য সংগ্রহের প্রস্তাব দিতে পারে, যদিও প্রকৃত জরিপ নকশার অভাব এই তথ্যগুলির বিশ্লেষণকে কঠিন করে তুলতে পারে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, দূরবর্তীভাবে পরিচালিত যানবাহন এবং স্বায়ত্তশাসিত জলের তলদেশের যানবাহনগুলির পাশাপাশি সমুদ্র পর্যবেক্ষণাগারগুলিতেও অ্যাকোস্টিক যন্ত্রগুলি মোতায়েন করা হয়েছে। লক্ষ্য শক্তি পর্যবেক্ষণ এবং মডেলিং লক্ষ্য শক্তি (টিএস) হল একটি পরিমাপ যে একটি মাছ, জুপ্ল্যাঙ্কটার বা অন্যান্য লক্ষ্য বিচ্ছুরকগুলি ট্রান্সডিউসারের দিকে কতটা ভালভাবে ফিরে আসে। সাধারণভাবে, বড় প্রাণীদের লক্ষ্য শক্তি বেশি, যদিও অন্যান্য কারণগুলি, যেমন মাছগুলিতে গ্যাস ভর্তি সুইম্ব্ল্যাডারের উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি, অনেক বড় প্রভাব ফেলতে পারে। মৎস্যচাষের শব্দবিজ্ঞানে লক্ষ্য শক্তি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি অ্যাকোস্টিক ব্যাকস্ক্যাটার এবং প্রাণী জৈববস্তুপুঞ্জের মধ্যে একটি যোগসূত্র প্রদান করে। টিএস তাত্ত্বিকভাবে গোলক এবং সিলিন্ডারের মতো সহজ লক্ষ্যগুলির জন্য উদ্ভূত হতে পারে, তবে বাস্তবে এটি সাধারণত পরীক্ষামূলকভাবে পরিমাপ করা হয় বা সংখ্যাসূচক মডেল দিয়ে গণনা করা হয়। অ্যাপ্লিকেশন জরিপ, স্টক মূল্যায়ন, ব্যবস্থাপনা বাস্তুতন্ত্রের আচরণ আরও দেখুন গভীর বিচ্ছুরণ স্তর রেফারেন্স আরও পড়া মাছ এমপি এবং মোব্রে ডাব্লুএইচ (1970) পশ্চিম উত্তর আটলান্টিক মাছের শব্দ; জলের নীচে জৈবিক শব্দের একটি রেফারেন্স ফাইল জনস হপকিন্স প্রেস। বাহ্যিক সংযোগ সামুদ্রিক জীবনের জনগণনা-অ্যাকোস্টিক টেকনোলজি ফিশারিজ অ্যাকোস্টিকস রিসার্চ ইউনিভার্সিটি অফ ওয়াশিংটন। অ্যাকোস্টিকস আনপ্যাকডঃ হাইড্রোঅ্যাকোস্টিক ডেটা ফিশারিজ সায়েন্স থেকে প্রাচুর্য অনুমানের জন্য একটি সাধারণ গাইড