جهاز قياس الموصلية ودرجة الحرارة والعمق

جهاز قياس الموصلية والحرارة والعمق ، المعروف اختصارًا بجهاز CTD (أو المسبار أو الجهاز ) ، أو ببساطة CTD ، هو مسبار أو جهاز يستخدم في علم المحيطات لقياس الموصلية الكهربائية ودرجة الحرارة والضغط. ^{[ 1 ]} يرمز CTD إلى الموصلية ودرجة الحرارة والعمق ، حيث يرتبط الضغط ارتباطًا وثيقًا بالعمق، بينما ترتبط الموصلية الكهربائية بالملوحة .

يمكن دمج جهاز CTD في مجموعة من زجاجات نيسكين تُعرف باسم الكاروسيل أو الوردة . تُغلق زجاجات أخذ العينات عند أعماق محددة مسبقًا، إما يدويًا أو بواسطة جهاز كمبيوتر، ويمكن بعد ذلك تحليل عينات المياه بشكل إضافي للحصول على معايير بيولوجية وكيميائية.

يمكن أيضًا استخدام جهاز CTD لمعايرة أجهزة الاستشعار.

الجهاز عبارة عن مجموعة من المجسات التي تقيس الموصلية ودرجة الحرارة والضغط. عادةً ما تقوم المجسات بالمسح بمعدل 24  هرتز. تُستمد قياسات العمق من قياس الضغط الهيدروستاتيكي ، بينما تُقاس الملوحة من الموصلية الكهربائية . ^{[ 2 ]} تُرتب المجسات داخل غلاف معدني أو راتنجي، وتحدد المادة المستخدمة في الغلاف العمق الذي يمكن إنزال جهاز CTD إليه. تسمح الأغلفة المصنوعة من التيتانيوم بأخذ عينات لأعماق تتجاوز 10,500 متر (34,400 قدم) . ^{[ 3 ]} يمكن إضافة مجسات أخرى إلى المجموعة، بما في ذلك مجسات تقيس معايير كيميائية أو بيولوجية، مثل الأكسجين المذاب وفلورة الكلوروفيل ، التي تُعد مؤشرًا على تركيز الكائنات الحية الدقيقة الضوئية ( العوالق النباتية ) الموجودة في الماء. 

يتم إنزال جهاز قياس الموصلية والحرارة والعمق (CTD) من سطح سفينة الأبحاث. يُغمر الجهاز في الماء، فيما يُعرف بالإنزال الهابط، إلى عمق محدد أو إلى بضعة أمتار فوق قاع المحيط، بمعدل 0.5  متر/ثانية تقريبًا. في أغلب الأحيان، يُوصل سلك موصل بإطار الجهاز، ما يربطه بجهاز كمبيوتر على متن السفينة، ويتيح تحميل البيانات المجمعة وعرضها في الوقت الفعلي على شاشة الكمبيوتر. يُستخدم شكل عمود الماء أثناء الإنزال الهابط غالبًا لتحديد الأعماق التي سيتوقف عندها الجهاز في طريق عودته إلى السطح (الإنزال الصاعد) لجمع عينات الماء باستخدام الزجاجات المرفقة.

ابتكر نيل براون نظام CTD في قسم البحوث البحرية التابع لمنظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) . ونظرًا لعدم اهتمام الإدارة، انتقل براون إلى معهد وودز هول لعلوم المحيطات. وقد تغلب نظام CTD على قيود نظام مشابه سابق طوره براون أيضًا، يُسمى STD. وقد تحقق هذا التحسين بفضل زيادة موثوقية تكنولوجيا الحاسوب وانخفاض تكلفتها. ^{[ 4 ]} قبل ذلك، كان مقياس الحرارة الميكانيكي (MBT) هو النظام السائد.

تتمثل ميزة عمليات المسح باستخدام جهاز CTD في الحصول على بيانات عالية الدقة. أما محدودية هذه التقنية فتكمن في إمكانية أخذ عينة من نقطة محددة في الفضاء (موقع أخذ العينات) في كل مرة، كما يتطلب الأمر إجراء العديد من عمليات المسح، وهو أمر مكلف ويستغرق وقتًا طويلاً، للحصول على صورة شاملة للبيئة البحرية محل الدراسة. مع ذلك، ومن خلال المعلومات التي يتم جمعها خلال عمليات المسح، يستطيع العلماء دراسة كيفية ارتباط المعايير الفيزيائية، على سبيل المثال، بالتوزيع والتنوع الملحوظين للكائنات الحية التي تعيش في المحيط، مما يعمق فهمنا للعمليات التي تحكم الحياة البحرية.

• فيديو لجهاز قياس الموصلية والحرارة والعمق (CTD) التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ، والذي يُستخدم في المحيط الأطلسي.