Fisheries acoustics
ماہی گیری کی صوتیات میں آبی ماحول میں سینسر کے طور پر صوتی آلات کا استعمال کرتے ہوئے تحقیق اور عملی اطلاق کے موضوعات کی ایک رینج شامل ہے۔ صوتی تکنیکوں کا اطلاق آبی جانوروں، زوپلانکٹن، اور جسمانی اور حیاتیاتی رہائش گاہ کی خصوصیات کو محسوس کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ بنیادی نظریہ بائیو ماس کا تخمینہ سونار ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے مچھلیوں اور دیگر سمندری حیاتیات کا پتہ لگانے اور ان کی مقدار کا تعین کرنے کا ایک طریقہ ہے۔ ایک صوتی ٹرانسڈیوسر پانی میں آواز کی ایک مختصر، مرکوز نبض خارج کرتا ہے۔ اگر آواز کا سامنا ایسی اشیاء سے ہوتا ہے جو آس پاس کے میڈیم سے مختلف کثافت کی ہوتی ہیں، جیسے مچھلی، تو وہ کچھ آواز کو ماخذ کی طرف جھلکتی ہیں۔ یہ بازگشت مچھلی کے سائز، مقام اور کثرت کے بارے میں معلومات فراہم کرتی ہیں۔ سائنسی ایکو ساؤنڈر ہارڈ ویئر فنکشن کے بنیادی اجزاء آواز کو منتقل کرنا، وصول کرنا، فلٹر کرنا اور بڑھانا، ریکارڈ کرنا اور بازگشت کا تجزیہ کرنا ہے۔ اگرچہ تجارتی طور پر دستیاب "فش فائنڈرز" کے بہت سے مینوفیکچررز ہیں، مقداری تجزیہ کے لیے ضروری ہے کہ پیمائش کیلیبریٹڈ ایکو ساؤنڈر آلات کے ساتھ کی جائے، جس میں سگنل سے شور کا تناسب زیادہ ہو۔ پہلی جنگ عظیم کے بعد، جب سونار کو پہلی بار آبدوزوں کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا گیا، ایکو ساؤنڈرز کو فوج سے باہر استعمال کرنے لگے۔ فرانسیسی ایکسپلورر ریلیئر ڈو بیٹی نے 1927 میں مڈ واٹر کی غیر متوقع بازگشت کی اطلاع دی، جسے انہوں نے فش اسکولوں سے منسوب کیا۔ 1929 میں، جاپانی سائنسدان کمورا نے آبی زراعت کے تالاب میں سمندری بریم تیراکی کے ذریعے مسلسل صوتی بیم میں رکاوٹوں کی اطلاع دی۔ 1930 کی دہائی کے اوائل میں، دو تجارتی ماہی گیروں، رونالڈ بالز، ایک انگریز، اور رینرٹ بوکن، ایک ناروے، نے مچھلیوں کا پتہ لگانے کے لیے ایکوساؤنڈرز کے ساتھ آزادانہ طور پر تجربہ کرنا شروع کیا۔ ناروے کے فراف جورڈ میں بوکن کے ریکارڈ کردہ اسپراٹ اسکولوں کے صوتی نشانات شائع ہونے والا مچھلی کا پہلا ایکوگرام تھا۔ 1935 میں، ناروے کے سائنسدان آسکر سنڈ نے تحقیقی جہاز جوہان ہجورٹ سے کوڈ اسکولوں کے مشاہدات کی اطلاع دی، جس سے ماہی گیری کی تحقیق کے لیے ایکوساؤنڈنگ کا پہلا استعمال ہوا۔ دوسری جنگ عظیم کے دوران سونار ٹیکنالوجیز نے تیزی سے ترقی کی، اور فوجی اضافی سامان کو تجارتی ماہی گیروں اور سائنسدانوں نے دشمنی کے خاتمے کے فورا بعد اپنا لیا۔ اس دور میں خاص طور پر مچھلیوں کا پتہ لگانے کے لیے بنائے گئے آلات کی پہلی ترقی دیکھی گئی۔ صوتی سروے کی تشریح میں بڑی غیر یقینی صورتحال برقرار رہی، تاہم: آلات کی انشانکن بے قاعدہ اور غیر واضح تھی، اور مچھلی اور دیگر حیاتیات کی آواز بکھرنے کی خصوصیات کو ناقص طور پر سمجھا گیا تھا۔ 1970 اور 80 کی دہائی کے آغاز سے، ان حدود پر قابو پانے کے لیے عملی اور نظریاتی تحقیقات کا ایک سلسلہ شروع ہوا۔ اس دور میں تکنیکی ترقی جیسے اسپلٹ بیم ایکوساؤنڈرز، ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ، اور الیکٹرانک ڈسپلے بھی نمودار ہوئے۔ فی الحال، صوتی سروے دنیا بھر میں بہت سی ماہی گیری کی تشخیص اور انتظام میں استعمال ہوتے ہیں۔ کیلیبریٹڈ، اسپلٹ بیم ایکوساؤنڈر معیاری آلات ہیں۔ متعدد صوتی تعدد اکثر بیک وقت استعمال کی جاتی ہیں، جس سے مختلف قسم کے جانوروں کے ساتھ کچھ امتیازی سلوک ہوتا ہے۔ تکنیکی ترقی جاری ہے، جس میں ملٹی بیم، براڈ بینڈ، اور پیرامیٹرک سوناروں پر تحقیق شامل ہے۔ مچھلی کی گنتی کی تکنیکیں جب انفرادی اہداف اتنے فاصلے پر ہوتے ہیں کہ انہیں ایک دوسرے سے الگ کیا جا سکتا ہے، تو اہداف کی تعداد گن کر مچھلیوں کی تعداد کا اندازہ لگانا سیدھا ہے۔ اس قسم کے تجزیے کو ایکو کاؤنٹنگ کہا جاتا ہے، اور یہ تاریخی طور پر بائیو ماس کے تخمینے کے لیے استعمال ہونے والا پہلا تجزیہ تھا۔ اگر ایک سے زیادہ ہدف صوتی بیم میں ایک ہی گہرائی میں واقع ہیں، تو عام طور پر انہیں الگ سے حل کرنا ممکن نہیں ہے۔ یہ اکثر اسکولنگ مچھلی یا زوپلانکٹن کے مجموعے کے معاملے میں ہوتا ہے۔ ان صورتوں میں، بائیو ماس کا اندازہ لگانے کے لیے ایکو انٹیگریشن کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ایکو انضمام یہ فرض کرتا ہے کہ اہداف کے ایک گروپ کے ذریعہ بکھری ہوئی کل صوتی توانائی ہر انفرادی ہدف کے ذریعہ بکھری ہوئی توانائی کا مجموعہ ہے۔ یہ مفروضہ زیادہ تر معاملات میں درست ثابت ہوتا ہے۔ اسکول یا جمع کے ذریعہ بکھری ہوئی کل صوتی توانائی کو ایک ساتھ مربوط کیا جاتا ہے، اور اس کل کو کسی ایک جانور کے (پہلے سے طے شدہ) بکھرے ہوئے گتانک سے تقسیم کیا جاتا ہے، جو کل تعداد کا تخمینہ دیتا ہے۔ آلات ایکوساؤنڈر ماہی گیری کے صوتیات کا بنیادی ذریعہ سائنسی ایکوساؤنڈر ہے۔ یہ آلہ تفریحی یا تجارتی مچھلی تلاش کرنے والے یا ایکوساؤنڈر جیسے اصولوں پر کام کرتا ہے، لیکن زیادہ درستگی اور درستگی کے لیے تیار کیا گیا ہے، جس سے مقداری بائیو ماس کا تخمینہ لگایا جا سکتا ہے۔ ایکوساؤنڈر میں، ایک ٹرانسیور ایک مختصر نبض پیدا کرتا ہے جسے ٹرانسڈیوسر کے ذریعے پانی میں بھیجا جاتا ہے، پیزو الیکٹرک عناصر کی ایک صف جو آواز کی مرکوز بیم پیدا کرنے کے لیے ترتیب دی جاتی ہے۔ مقداری کام کے لیے استعمال ہونے کے لیے، ایکوساؤنڈر کو اسی ترتیب اور ماحول میں انشانکن کیا جانا چاہیے جس میں اسے استعمال کیا جائے گا۔ یہ عام طور پر معروف صوتی خصوصیات کے ساتھ دھات کے دائرے سے بازگشت کی جانچ کر کے کیا جاتا ہے۔ ابتدائی ایکوساؤنڈرز صرف آواز کی ایک بیم کو منتقل کرتے ہیں۔ صوتی بیم پیٹرن کی وجہ سے، مختلف ایزموتھ زاویوں پر ایک جیسے اہداف مختلف گونج کی سطحوں کو واپس کریں گے۔ اگر بیم کا نمونہ اور ہدف کا زاویہ معلوم ہو تو اس سمت کی تلافی کی جا سکتی ہے۔ کسی ہدف کے زاویے کا تعین کرنے کی ضرورت جڑواں بیم ایکوساؤنڈر کی نشوونما کا باعث بنی، جو دو صوتی بیم بناتا ہے، ایک دوسرے کے اندر۔ اندرونی اور بیرونی بیموں میں ایک ہی گونج کے مرحلے کے فرق کا موازنہ کرکے، آف محور زاویہ کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ اس تصور کی مزید اصلاح میں، ایک تقسیم شدہ بیم ایکوساؤنڈر ٹرانسڈیوسر کے چہرے کو چار چوتھائیوں میں تقسیم کرتا ہے، جس سے تین جہتوں میں اہداف کا مقام ممکن ہوتا ہے۔ سنگل فریکوئنسی، اسپلٹ بیم ایکوساؤنڈرز اب ماہی گیری کے صوتیات کا معیاری آلہ ہیں۔ ملٹی بیم ایکو ساؤنڈر ملٹی بیم سونار پانی میں باہر کی طرف صوتی بیموں کا ایک پنکھے کی شکل کا سیٹ پیش کرتے ہیں اور ہر بیم میں بازگشت ریکارڈ کرتے ہیں۔ یہ باتھمیٹرک سروے میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے رہے ہیں، لیکن حال ہی میں ماہی گیری کے صوتیات میں بھی استعمال ہونا شروع ہوا ہے۔ ان کا سب سے بڑا فائدہ ایکوساؤنڈر کے ذریعہ دیئے گئے تنگ پانی کے کالم پروفائل میں دوسرے طول و عرض کا اضافہ ہے۔ اس طرح جانوروں کی تقسیم کی سہ جہتی تصویر دینے کے لیے متعدد پنگوں کو جوڑا جا سکتا ہے۔ صوتی کیمرے وہ آلات ہیں جو پانی کے تین جہتی حجم کی فوری تصویر کھینچتے ہیں۔ یہ عام طور پر روایتی ایکوساؤنڈرز کے مقابلے میں زیادہ تعدد والی آواز کا استعمال کرتے ہیں۔ اس سے ان کی ریزولوشن میں اضافہ ہوتا ہے تاکہ انفرادی اشیاء کو تفصیل سے دیکھا جا سکے، لیکن اس کا مطلب یہ ہے کہ ان کی حد دسیوں میٹر تک محدود ہے۔ وہ بند اور/یا گندے پانی کے ذخائر میں مچھلی کے رویے کا مطالعہ کرنے کے لیے بہت مفید ثابت ہو سکتے ہیں، مثال کے طور پر ڈیموں کے پلیٹ فارم پر اناڈرومس مچھلیوں کے گزرنے کی نگرانی ماہی گیری صوتی تحقیق مختلف پلیٹ فارموں سے کی جاتی ہے۔ سب سے زیادہ عام ایک روایتی تحقیقی برتن ہے، جس میں ایکوساؤنڈر جہاز کے ہل پر یا ڈراپ کیل میں نصب ہوتے ہیں۔ اگر جہاز میں مستقل طور پر ایکو ساؤنڈرز نصب نہیں ہیں، تو انہیں جہاز کی طرف سے منسلک پول ماؤنٹ پر، یا جہاز کے پیچھے یا اس کے ساتھ کھینچی گئی ٹاوڈ باڈی یا "ٹاوفش" پر تعینات کیا جا سکتا ہے۔ ٹاوڈ باڈیز خاص طور پر گہری زندہ مچھلیوں کے مطالعے کے لیے مفید ہیں، جیسے نارنجی کھردری، جو عام طور پر سطح پر ایکوساؤنڈر کی حد سے نیچے رہتی ہیں۔ تحقیقی جہازوں کے علاوہ، مختلف قسم کے "مواقع کے جہازوں" جیسے ماہی گیری کے جہازوں، فیریوں اور کارگو جہازوں سے صوتی ڈیٹا اکٹھا کیا جا سکتا ہے۔ مواقع کے جہاز بڑے علاقوں میں کم لاگت والے ڈیٹا اکٹھا کرنے کی پیشکش کر سکتے ہیں، حالانکہ حقیقی سروے ڈیزائن کی کمی ان ڈیٹا کا تجزیہ مشکل بنا سکتی ہے۔ حالیہ برسوں میں، صوتی آلات کو دور سے چلنے والی گاڑیوں اور خود مختار زیر آب گاڑیوں کے ساتھ ساتھ سمندری آبزرویٹریوں میں بھی تعینات کیا گیا ہے۔ ہدف کی طاقت کے مشاہدات اور ماڈلنگ ہدف کی طاقت (ٹی ایس) اس بات کی پیمائش ہے کہ مچھلی، زوپلانکٹر، یا دیگر ہدف بکھرے ہوئے ٹرانسڈیوسر کی طرف کتنی اچھی طرح سے آواز اٹھاتے ہیں۔ عام طور پر، بڑے جانوروں کی ہدف کی طاقت زیادہ ہوتی ہے، حالانکہ دیگر عوامل، جیسے کہ مچھلیوں میں گیس سے بھرے سوئم بلیڈر کی موجودگی یا عدم موجودگی، کا بہت بڑا اثر پڑ سکتا ہے۔ ماہی گیری کی صوتیات میں ہدف کی طاقت انتہائی اہمیت کی حامل ہے، کیونکہ یہ صوتی پس منظر اور جانوروں کے بائیو ماس کے درمیان ایک ربط فراہم کرتی ہے۔ ٹی ایس کو نظریاتی طور پر سادہ اہداف جیسے دائرے اور سلنڈروں کے لیے اخذ کیا جا سکتا ہے، لیکن عملی طور پر، اسے عام طور پر تجرباتی طور پر ماپا جاتا ہے یا عددی ماڈلز کے ساتھ شمار کیا جاتا ہے۔ ایپلی کیشنز سروے، اسٹاک اسسمنٹ، مینجمنٹ ایکولوجی بیہویئر بھی دیکھیں گہری بکھرے ہوئے پرت کے حوالہ جات مزید پڑھنا مچھلی ایم پی اور موبری ڈبلیو ایچ (1970) مغربی شمالی بحر اوقیانوس کی مچھلیوں کی آوازیں ؛ حیاتیاتی زیر آب آوازوں کی ایک حوالہ فائل جان ہاپکنز پریس۔ بیرونی روابط مردم شماری میرین لائف-ایکوسٹک ٹیکنالوجی فشریز ایکوسٹکس ریسرچ یونیورسٹی آف واشنگٹن۔ اکوسٹکس ان پیکڈ: ہائیڈرو اکوسٹک ڈیٹا فشریز سائنس سے کثرت کے تخمینے حاصل کرنے کے لیے ایک عمومی گائیڈ