Fisheries acoustics
மீன்வள ஒலியியலில் நீர்வாழ் சூழல்களில் ஒலியியல் சாதனங்களை சென்சார்களாக பயன்படுத்தி பல்வேறு ஆராய்ச்சி மற்றும் நடைமுறை பயன்பாட்டு தலைப்புகள் அடங்கும். நீர்வாழ் விலங்குகள், ஜூப்ளாங்க்டன் மற்றும் உடல் மற்றும் உயிரியல் வாழ்விட பண்புகளை உணர்ந்து கொள்வதற்கு ஒலியியல் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தலாம். அடிப்படை கோட்பாடு பயோமாஸ் மதிப்பீடு என்பது சோனார் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி மீன் மற்றும் பிற கடல் உயிரினங்களைக் கண்டறிந்து அளவிடுவதற்கான ஒரு முறையாகும். ஒரு ஒலிக் கடத்தியானது தண்ணீருக்குள் ஒரு சுருக்கமான, கவனம் செலுத்திய ஒலியின் துடிப்பை வெளியிடுகிறது. மீன் போன்ற சுற்றியுள்ள ஊடகத்தை விட வேறுபட்ட அடர்த்தி கொண்ட பொருட்களை ஒலி எதிர்கொண்டால், அவை மூலத்தை நோக்கி சில ஒலியை பிரதிபலிக்கின்றன. இந்த எதிரொலிகள் மீன்களின் அளவு, இருப்பிடம் மற்றும் மிகுதியாக இருப்பது பற்றிய தகவல்களை வழங்குகின்றன. அறிவியல் ரீதியான எக்கோ சவுண்டர் வன்பொருள் செயல்பாட்டின் அடிப்படை கூறுகள் ஒலியை கடத்துதல், பெறுதல், வடிகட்டுதல் மற்றும் பெருக்குதல், பதிவு செய்தல் மற்றும் எதிரொலிகளை பகுப்பாய்வு செய்தல் ஆகும். வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய "மீன்-கண்டுபிடிப்பாளர்களின்" பல உற்பத்தியாளர்கள் இருந்தாலும், அளவு பகுப்பாய்விற்கு அதிக சமிக்ஞை-க்கு-சத்தம் விகிதங்களைக் கொண்ட அளவீடு செய்யப்பட்ட எதிரொலி சவுண்டர் கருவிகளைக் கொண்டு அளவீடுகள் செய்யப்பட வேண்டும். முதல் உலகப் போரைத் தொடர்ந்து, நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களைக் கண்டறிய சோனார் முதன்முதலில் பயன்படுத்தப்பட்டபோது, எதிரொலி ஒலிகள் இராணுவத்திற்கு வெளியே பயன்படுத்தப்படுவதைக் கண்டுபிடிக்கத் தொடங்கின. பிரெஞ்சு ஆய்வாளர் ராலியர் டு பாடி 1927 ஆம் ஆண்டில் எதிர்பாராத நடுத்தர நீர் எதிரொலிகளைப் புகாரளித்தார், இது மீன் பள்ளிகளுக்கு காரணம் என்று அவர் கூறினார். 1929 ஆம் ஆண்டில், ஜப்பானிய விஞ்ஞானி கிமுரா ஒரு மீன்வளர்ப்பு குளத்தில் கடல் மூச்சுத்திணறல் நீந்துவதன் மூலம் தொடர்ச்சியான ஒலி கற்றைக்கு இடையூறுகள் ஏற்பட்டதாக அறிவித்தார். 1930 களின் முற்பகுதியில், இரண்டு வணிக மீனவர்களான ரொனால்ட் பால்ஸ், ஒரு ஆங்கிலேயர் மற்றும் நோர்வே நாட்டைச் சேர்ந்த ரெய்னர்ட் போக்ன் ஆகியோர் மீன்களைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான ஒரு வழிமுறையாக எக்கோசவுண்டர்களை சுயாதீனமாக பரிசோதிக்கத் தொடங்கினர். நோர்வேயின் ஃப்ராஃப்ஜோர்டில் போக்னால் பதிவு செய்யப்பட்ட ஸ்ப்ராட் பள்ளிகளின் ஒலி தடயங்கள் வெளியிடப்பட்ட மீன்களின் முதல் எக்கோகிராம் ஆகும். 1935 ஆம் ஆண்டில், நோர்வே விஞ்ஞானி ஆஸ்கார் சுண்ட், ஜோஹன் ஹோர்ட் என்ற ஆராய்ச்சிக் கப்பலில் இருந்து கோட் பள்ளிகளைப் பற்றிய அவதானிப்புகளைப் புகாரளித்தார், இது மீன்வள ஆராய்ச்சிக்கு எகோசவுண்டிங்கின் முதல் பயன்பாட்டைக் குறிக்கிறது. இரண்டாம் உலகப் போரின் போது சோனார் தொழில்நுட்பங்கள் வேகமாக வளர்ந்தன, மேலும் இராணுவ உபரி உபகரணங்கள் போர் முடிவுக்கு வந்த உடனேயே வணிக மீனவர்களாலும் விஞ்ஞானிகளாலும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டன. இந்தக் காலகட்டத்தில் மீன்களைக் கண்டறிய குறிப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட கருவிகளின் முதல் வளர்ச்சி காணப்பட்டது. இருப்பினும், ஒலி ஆய்வுகளின் விளக்கத்தில் பெரிய நிச்சயமற்ற தன்மைகள் தொடர்ந்தனஃ கருவிகளின் அளவுத்திருத்தம் ஒழுங்கற்றதாகவும் துல்லியமற்றதாகவும் இருந்தது, மேலும் மீன் மற்றும் பிற உயிரினங்களின் ஒலி சிதறல் பண்புகள் சரியாக புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை. 1970 கள் மற்றும் 80 களில் தொடங்கி, தொடர்ச்சியான நடைமுறை மற்றும் தத்துவார்த்த ஆய்வுகள் இந்த வரம்புகளை கடக்கத் தொடங்கின. பிளவு-பீம் எக்கோசவுண்டர்கள், டிஜிட்டல் சிக்னல் செயலாக்கம் மற்றும் மின்னணு டிஸ்ப்ளேக்கள் போன்ற தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களும் இந்தக் காலகட்டத்தில் தோன்றின. தற்போது, உலகெங்கிலும் உள்ள பல மீன்வளங்களின் மதிப்பீடு மற்றும் நிர்வாகத்தில் ஒலி ஆய்வுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அளவீடு செய்யப்பட்ட, பிளவு-பீம் எக்கோசவுண்டர்கள் நிலையான உபகரணங்கள் ஆகும். பல ஒலி அதிர்வெண்கள் பெரும்பாலும் ஒரே நேரத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது பல்வேறு வகையான விலங்குகளின் சில பாகுபாட்டை அனுமதிக்கிறது. மல்டி பீம், பிராட்பேண்ட் மற்றும் அளவுரு சோனார்கள் பற்றிய ஆராய்ச்சி உட்பட தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி தொடர்கிறது. மீன் எண்ணும் நுட்பங்கள் தனிப்பட்ட இலக்குகள் ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுத்திக் காட்டும் அளவுக்கு வெகு தொலைவில் இருக்கும்போது, இலக்குகளின் எண்ணிக்கையை எண்ணுவதன் மூலம் மீன்களின் எண்ணிக்கையை மதிப்பிடுவது நேரடியானது. இந்த வகை பகுப்பாய்வு எதிரொலி எண்ணிக்கை என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் வரலாற்று ரீதியாக பயோமாஸ் மதிப்பீட்டிற்கு முதன்முதலில் பயன்படுத்தப்பட்டது. எதிரொலி ஒருங்கிணைப்பு ஒரே ஆழத்தில் ஒலிக் கற்றை ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட இலக்கு அமைந்திருந்தால், பொதுவாக அவற்றை தனித்தனியாக தீர்க்க முடியாது. இது பெரும்பாலும் பள்ளி மீன் அல்லது ஜூப்ளாங்க்டனின் திரட்டல்கள் விஷயத்தில் நிகழ்கிறது. இந்த சந்தர்ப்பங்களில், உயிர்த்திரளை மதிப்பிடுவதற்கு எதிரொலி ஒருங்கிணைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது. எதிரொலி ஒருங்கிணைப்பு என்பது ஒரு இலக்கு குழுவால் சிதறடிக்கப்பட்ட மொத்த ஒலி ஆற்றல் ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட இலக்கும் சிதறடிக்கப்பட்ட ஆற்றலின் கூட்டுத்தொகையாகும் என்று கருதுகிறது. இந்த அனுமானம் பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் நன்றாக பொருந்துகிறது. பள்ளி அல்லது திரட்டலால் சிதறடிக்கப்பட்ட மொத்த ஒலி ஆற்றல் ஒன்றாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது, மேலும் இந்த மொத்தமானது ஒரு விலங்கின் (முன்பு தீர்மானிக்கப்பட்ட) பின்னோக்கி சிதறல் குணகத்தால் வகுக்கப்படுகிறது, இது மொத்த எண்ணிக்கையின் மதிப்பீட்டை அளிக்கிறது. கருவிகள் எக்கோசவுண்டர்கள் மீன்வள ஒலியியலில் முதன்மையான கருவி அறிவியல் எக்கோசவுண்டர்கள் ஆகும். இந்த கருவி ஒரு பொழுதுபோக்கு அல்லது வணிக மீன் கண்டுபிடிப்பாளர் அல்லது எக்கோசவுண்டரின் அதே கொள்கைகளின் அடிப்படையில் செயல்படுகிறது, ஆனால் அதிக துல்லியம் மற்றும் துல்லியத்திற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, இது அளவு உயிர்த்திரள் மதிப்பீடுகளை செய்ய அனுமதிக்கிறது. ஒரு எக்கோசவுண்டரில், ஒரு டிரான்ஸ்ஸீவர் ஒரு குறுகிய துடிப்பை உருவாக்குகிறது, இது டிரான்ஸ்யூசரால் தண்ணீருக்குள் அனுப்பப்படுகிறது, இது ஒரு மையப்படுத்தப்பட்ட ஒலியின் கற்றை உருவாக்க ஏற்பாடு செய்யப்பட்ட பைசோ எலக்ட்ரிக் கூறுகளின் வரிசையாகும். அளவீட்டு பணிக்கு பயன்படுத்தப்படுவதற்கு, எக்கோசவுண்டர் பயன்படுத்தப்படும் அதே உள்ளமைவு மற்றும் சூழலில் அளவீடு செய்யப்பட வேண்டும்; இது பொதுவாக அறியப்பட்ட ஒலி பண்புகளுடன் ஒரு உலோக கோளத்திலிருந்து எதிரொலிகளை ஆராய்வதன் மூலம் செய்யப்படுகிறது. ஆரம்பகால எக்கோசவுண்டர்கள் ஒலியின் ஒரு கற்றை மட்டுமே பரிமாற்றுகின்றன. ஒலிக் கற்றை வடிவத்தின் காரணமாக, வெவ்வேறு அசிமத் கோணங்களில் ஒரே மாதிரியான இலக்குகள் வெவ்வேறு எதிரொலி நிலைகளைத் திருப்பித் தரும். பீம் முறை மற்றும் இலக்கின் கோணம் தெரிந்தால், இந்த வழிநடத்துதலை ஈடுசெய்ய முடியும். ஒரு இலக்கின் கோணத்தை தீர்மானிக்க வேண்டிய அவசியம் இரட்டை-பீம் எக்கோசவுண்டரின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது, இது இரண்டு ஒலிக் கற்றைகளை உருவாக்குகிறது, ஒன்று மற்றொன்றுக்குள். உள் மற்றும் வெளிப்புறக் கதிர்களில் ஒரே எதிரொலியின் கட்ட வேறுபாட்டை ஒப்பிடுவதன் மூலம், ஆஃப்-ஆக்சிஸ் கோணத்தை மதிப்பிடலாம். இந்த கருத்தை மேலும் செம்மைப்படுத்துவதில், ஒரு பிளவு-பீம் எக்கோசவுண்டர் டிரான்ஸ்யூசர் முகத்தை நான்கு பகுதிகளாகப் பிரிக்கிறது, இது மூன்று பரிமாணங்களில் இலக்குகளை வைக்க அனுமதிக்கிறது. ஒற்றை-அதிர்வெண், பிளவு-பீம் எக்கோசவுண்டர்கள் இப்போது மீன்வள ஒலியியியலின் நிலையான கருவியாக உள்ளன. மல்டி பீம் எக்கோசவுண்டர்கள் மல்டி பீம் சோனார்கள் ஒரு விசிறி வடிவ ஒலி கற்றைகளை தண்ணீருக்குள் வெளிப்புறமாக செலுத்துகின்றன, மேலும் ஒவ்வொரு கற்றையிலும் எதிரொலிகளைப் பதிவு செய்கின்றன. இவை குளியல் அளவீட்டு ஆய்வுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் சமீபத்தில் மீன்வள ஒலியியலிலும் பயன்படுத்தத் தொடங்கியுள்ளன. அவற்றின் முக்கிய நன்மை ஒரு எக்கோசவுண்டர் வழங்கிய குறுகிய நீர் நெடுவரிசை சுயவிவரத்திற்கு இரண்டாவது பரிமாணத்தை சேர்ப்பதாகும். இதனால் பல பிங்குகளை இணைத்து விலங்கு விநியோகங்களின் முப்பரிமாண படத்தை வழங்க முடியும். ஒலியியல் கேமராக்கள் என்பது முப்பரிமாண அளவிலான நீரை உடனடியாகப் படம்பிடிக்கும் கருவிகளாகும். இவை பொதுவாக பாரம்பரிய எக்கோசவுண்டர்களை விட அதிக அதிர்வெண் ஒலியைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது அவற்றின் தெளிவுத்திறனை அதிகரிக்கிறது, இதனால் தனிப்பட்ட பொருட்களை விரிவாகக் காணலாம், ஆனால் அவற்றின் வரம்பு பல்லாயிரக்கணக்கான மீட்டர்களுக்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. மூடப்பட்ட மற்றும்/அல்லது இருண்ட நீர்நிலைகளில் மீன் நடத்தையைப் படிப்பதற்கு அவை மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும், எடுத்துக்காட்டாக, அணைகளில் அனட்ரோமஸ் மீன்களின் பாதையை கண்காணிப்பது மீன்வளத்திற்கான மேடைகள் ஒலியியல் மீன்வள ஒலி ஆராய்ச்சி பல்வேறு தளங்களில் இருந்து நடத்தப்படுகிறது. மிகவும் பொதுவானது ஒரு பாரம்பரிய ஆராய்ச்சிக் கப்பல் ஆகும், இதில் எக்கோசவுண்டர்கள் கப்பலின் மேலோட்டத்தில் அல்லது ஒரு துளி கீலில் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. கப்பலில் நிரந்தரமாக நிறுவப்பட்ட எக்கோசவுண்டர்கள் இல்லையென்றால், அவை கப்பலின் பக்கத்தில் இணைக்கப்பட்ட ஒரு போல் மவுண்டில் அல்லது இழுக்கப்பட்ட உடல் அல்லது கப்பலின் பின்னால் அல்லது அருகில் இழுக்கப்பட்ட "டவ்ஃபிஷ்" மீது பயன்படுத்தப்படலாம். பொதுவாக மேற்பரப்பில் ஒரு எக்கோசவுண்டரின் வரம்பிற்குக் கீழே வாழும் ஆரஞ்சு ரஃபி போன்ற ஆழமாக வாழும் மீன்களைப் பற்றிய ஆய்வுகளுக்கு டவ் செய்யப்பட்ட உடல்கள் குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஆராய்ச்சிக் கப்பல்களுக்கு கூடுதலாக, மீன்பிடிக் கப்பல்கள், படகுகள் மற்றும் சரக்குக் கப்பல்கள் போன்ற பல்வேறு "வாய்ப்புள்ள கப்பல்களிலிருந்து" ஒலி தரவு சேகரிக்கப்படலாம். உண்மையான கணக்கெடுப்பு வடிவமைப்பின் பற்றாக்குறை இந்த தரவை பகுப்பாய்வு செய்வதை கடினமாக்கலாம் என்றாலும், வாய்ப்பின் கப்பல்கள் பெரிய பகுதிகளில் குறைந்த விலை தரவு சேகரிப்பை வழங்க முடியும். சமீபத்திய ஆண்டுகளில், தொலைதூரத்தில் இயக்கப்படும் வாகனங்கள் மற்றும் தன்னாட்சி கொண்ட நீருக்கடியில் உள்ள வாகனங்கள் மற்றும் கடல் ஆய்வகங்களிலும் ஒலி கருவிகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. இலக்கு வலிமை அவதானிப்புகள் மற்றும் மாடலிங் இலக்கு வலிமை (டிஎஸ்) என்பது ஒரு மீன், ஜூப்ளாங்கர் அல்லது பிற இலக்கு சிதறல்கள் டிரான்ஸ்யூசரை நோக்கி எவ்வளவு நன்றாக ஒலிக்கின்றன என்பதற்கான அளவீடு ஆகும். பொதுவாக, பெரிய விலங்குகள் பெரிய இலக்கு வலிமையைக் கொண்டுள்ளன, இருப்பினும் மீன்களில் வாயு நிரப்பப்பட்ட நீச்சலுடை இருப்பது அல்லது இல்லாதது போன்ற பிற காரணிகள் மிகப் பெரிய விளைவை ஏற்படுத்தக்கூடும். இலக்கு வலிமை மீன்வள ஒலியியலில் முக்கியமான முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது, ஏனெனில் இது ஒலி பின்னோக்கி சிதறல் மற்றும் விலங்கு பயோமாஸ் இடையே ஒரு இணைப்பை வழங்குகிறது. டிஎஸ் கோளங்கள் மற்றும் சிலிண்டர்கள் போன்ற எளிய இலக்குகளுக்கு கோட்பாட்டளவில் பெறப்படலாம், ஆனால் நடைமுறையில், இது பொதுவாக அனுபவ ரீதியாக அளவிடப்படுகிறது அல்லது எண் மாதிரிகளுடன் கணக்கிடப்படுகிறது. பயன்பாடுகள் ஆய்வுகள், பங்கு மதிப்பீடு, மேலாண்மை சுற்றுச்சூழல் நடத்தை மேலும் காண்க ஆழமான சிதறல் அடுக்கு குறிப்புகள் மேலும் வாசிப்பு மீன் எம். பி மற்றும் மோப்ரே டபிள்யூ. எச் (1970) மேற்கு வடக்கு அட்லாண்டிக் மீன்களின் ஒலிகள்; உயிரியல் நீருக்கடியில் ஒலிகளின் குறிப்பு கோப்பு ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸ் பிரஸ். வெளிப்புற இணைப்புகள் கடல்சார் உயிரினங்களின் கணக்கெடுப்பு-ஒலி தொழில்நுட்பம் வாஷிங்டனின் மீன்வள ஒலியியல் ஆராய்ச்சி பல்கலைக்கழகம். ஒலியியல் தொகுக்கப்படாததுஃ ஹைட்ரோஅகௌஸ்டிக் தரவு மீன்வள அறிவியலிலிருந்து ஏராளமான மதிப்பீடுகளைப் பெறுவதற்கான ஒரு பொதுவான வழிகாட்டி