Včasné odhalenie veľrýb

Nový kamerový systém rozpoznáva Meeress uger na zariadení Blas a pomáha chrániť ho pred šumom

Objaví sa skupina veľrýb, ktoré dýchajú v ľadovej medzere. Zatiaľ čo väčšina ostatných veľryb bielohlavých migruje na rovník na konci leta v Antarktíde, veľryby miniek sa prispôsobili životu v zime Antarktídy a celý rok trávia v južnom oceáne. © Stefan Hendricks, Inštitút Alfreda Wegenera
čítať nahlas

Pri stavbe v mori môže byť veľryby dosť hlasné. Napríklad pri stavbe veterných fariem je lepšie plávať v okolí. Bez nástrojov nie je ľahké rozpoznať, kedy sa veľryba blíži k stavenisku. Preto vedci vyvinuli nový kamerový systém: dokáže detekovať veľryby vo dne iv noci vo vzdialenosti až päť kilometrov od ich dúchadla - preto je možné včas zastaviť stroj. A: Zvieratá sa môžu pohybovať nerušene.

Hromadnou jazdou počas výstavby veterných fariem alebo využívaním vzduchových pulzérov pri hľadaní ropy a plynu v mori sa v prostredí práce vytvára hluk. Na zabezpečenie toho, aby sa morské cicavce nepoškodili, keď sa priblížia k zariadeniu, existujú príslušné požiadavky na ochranu pred hlukom. Vydaním môže byť vypnutie vzduchového impulzu alebo zastavenie práce na hromade, pretože veľryba sa priblíži k zdroju zvuku príliš ďaleko. Ako však môže posádka lode alebo pracovná plošina vyhľadávať veľryby v mori a veľryby 24 hodín denne - a to celé týždne?

Človek má jasné limity v tejto otázke: „Každý, kto strávil dlhý čas pozeraním sa na more, vie, ako rýchlo sa jeho oči unavujú a ich koncentrácia sa stráca. Okrem toho: Nemôžeme sa pozerať vo všetkých smeroch súčasne av tme vidíme takmer nič. Preto bolo ťažké odhaliť veľryby v blízkosti lode alebo na plošine, najmä v noci, “hovorí Daniel Zitterbart, fyzik z inštitútu Alfreda Wegenera pre polárny a morský výskum (AWI). Zitterbart a jeho tím preto vyvinuli zodpovedajúci pomocný systém a testovali sa na palube výskumnej lode Polarstern.

Telltale fontána

Vrcholom je termovízny kamerový systém: „Naša termovízna kamera je namontovaná vo výške 28 metrov v hniezde Polarstern Crow's Nest, “ vysvetľuje Zitterbart. Sedí na stabilizátore, ktorý vyvažuje pohyby lode, otáča sa okolo svojej vlastnej osi päťkrát za sekundu, čím vytvára 360-stupňový tok videa z okolia lode. Trik tu: V tomto videu sú teplé oblasti zobrazené jasnejšie ako chladnejšie. Tepelný senzor je taký citlivý, že odráža teplotné rozdiely menšie ako stotina stupňa Celzia. „Walblas, ktorý je výrazne teplejší ako voda, aspoň v subpolárnych a polárnych oblastiach, je preto na obrázkoch rozpoznateľný ako svetlo šedá alebo biela fontána, “ hovorí vedecký pracovník.

Termokamera FIRST Navy je inštalovaná na vysoko stabilizovanej plošine (biela základňa) vo výške približne 28 metrov nad vodou v Krkonoši. Hlava snímača (zelená) sa otáča rýchlosťou 5 otáčok za sekundu. Štruktúry Polarstern často spôsobujú búrkové vetra v stádovom hniezde, zatiaľ čo teploty môžu klesnúť až na mínus 30 ° C. Obidva kladú najvyššie nároky na systém. Lars Kindermann, Inštitút Alfreda Wegenera

Vyhodnotenie obrazových údajov sa vykonáva pomocou softvéru, ktorý vyvinul. „Výbuch veľryby sa na tepelnom zobrazovaní stáva veľmi špecifickým vzorom, “ vysvetľuje fyzik. Softvér teraz rozdelí každý zaznamenaný obraz na viac ako 30 000 políčok a tieto políčka individuálne preskúma z hľadiska rozdielov jasu. Počítač potom rozhodne, či vnímaný rozdiel jasu zodpovedá charakteristikám veľryby alebo nie. „Takto objavujeme tie zvieratá, ktoré sa objavili iba na krátky výdych, “ hovorí Zitterbart. zobraziť

Dvakrát tak presné ako ďalekohľad

Ako systém funguje, ukázal prvý test na palube výskumnej lode Polarstern. Ako vedci uvádzajú, kamerový systém zaznamenal na siedmich arktických a antarktických výpravách podstatne viac veľrýb, ako prieskumníci hľadajúci zvieratá pomocou ďalekohľadu. V jednom prípade fotoaparát dokonca zistil približne dvojnásobok veľryb na lodiach. Vedci odhadujú, že veľké veľryby, ako sú modré, plutvy, hladké alebo sivé veľryby, dokáže ich močový mechúr automaticky rozpoznať vo dne aj v noci, až do vzdialenosti päť kilometrov.,

V tme, ako ukázali porovnávacie merania, je kvalita údajov termovíznej kamery ešte vyššia ako v priebehu dňa kvôli chýbajúcim odrazom svetla na hladine vody. Detektor veľrýb bol iba nepatrne vadný, keď mnoho vtákov preletelo súčasne s zorným poľom kamery alebo jazdilo na povrchu vody nespočetné množstvo malých kúskov ľadu. „Doposiaľ sme prispôsobili náš vyhodnocovací softvér zvlášť pre cesty pod šírym nebom, pretože práve tam sa vzduchové pulzéry používajú na seizmické vyšetrenia, “ hovorí Zitterbart.

Inventár v cene

Výskumník už pracuje na ďalšom rozšírení systému po úspešnom teste hardvéru a softvéru: „Teraz sme k infračervenému systému pripojili druhú normálnu kameru. Automaticky fotografuje každú veľrybu hlásenú systémom z bylinného hniezda. Týmto spôsobom potom môžeme určiť jeho druh a získať údaje o veľkosti a distribúcii populácií Gro wal, hovorí Zitterbart. Ďalšie plus: Tepelný detektor lesných obrazov indikuje aj údaje o polohe a vzdialenosti pre každú zistenú veľrybu. Vedci z AWI potom môžu pomocou ich pomoci vytvárať pohybové profily zvierat a skúmať ich správanie pri stretnutiach s loďami.

Osvedčený systém určovania veľrýb sa v budúcom roku natrvalo nainštaluje do vraného hniezda v Polarstern a potom sa bude čoraz viac využívať na expedície. Vývojový tím plánuje tiež otestovať systém v morských oblastiach s teplotou vody vyššou ako desať stupňov Celzia. (PLOS ONE, 2013; doi: 10.1371 / časopis.pone.0071217)

(Inštitút Alfreda Wegenera pre polárny a námorný výskum, 13.08.2013 - SEN)