El batitermógrafo , o BT , también conocido como batitermógrafo mecánico , o MBT ; [1] es un dispositivo que contiene un sensor de temperatura y un transductor para detectar cambios en la temperatura del agua versus la profundidad hasta una profundidad de aproximadamente 285 metros (935 pies). El BT, bajado al agua mediante un pequeño cabrestante en el barco, registra los cambios de presión y temperatura en un portaobjetos de vidrio recubierto a medida que cae casi libremente a través del agua. [2] Mientras se deja caer el instrumento, el cable se extiende hasta que alcanza una profundidad predeterminada, luego se aplica un freno y el BT se retira a la superficie. [1] Debido a que la presión es función de la profundidad (ver ley de Pascal ), las mediciones de temperatura se pueden correlacionar con la profundidad a la que se registran. [ cita necesaria ]
Los verdaderos orígenes del BT comenzaron en 1935, cuando Carl-Gustaf Rossby empezó a experimentar. Luego transmitió el desarrollo del BT a su estudiante de posgrado Athelstan Spilhaus , quien luego desarrolló completamente el BT en 1938 [1] como una colaboración entre el MIT , la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI) y la Marina de los EE. UU . [3] El dispositivo fue modificado durante la Segunda Guerra Mundial para recopilar información sobre la temperatura variable del océano para la Marina de los EE. UU . Originalmente, los portaobjetos se preparaban "frotando un poco de aceite de zorrillo con un dedo y luego limpiándolos con el lado suave de la mano", seguido de fumar el portaobjetos sobre la llama de un mechero Bunsen. [4] Más tarde, el aceite de zorrillo fue reemplazado por una película metálica evaporada. [1]
Dado que la temperatura del agua puede variar según la capa y puede afectar al sonar al producir resultados de ubicación inexactos, se instalaron battermógrafos (ortografía estadounidense de la Segunda Guerra Mundial) en los cascos exteriores de los submarinos estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial . [5]
Al monitorear las variaciones, o la falta de variaciones, en la temperatura submarina o las capas de presión, mientras está sumergido, el comandante del submarino podría ajustar y compensar las capas de temperatura que podrían afectar la precisión del sonar . Esto era especialmente importante cuando se disparaban torpedos a un objetivo basándose estrictamente en una fijación del sonar. [5]
Más importante aún, cuando el submarino estaba siendo atacado por un buque de superficie usando un sonar, la información del battermógrafo permitió al comandante del submarino buscar termoclinas , que son capas de agua más frías, que distorsionarían el ping del sonar del buque de superficie, permitiendo al submarino bajo ataque para "disfrazar" su posición real y escapar del daño de las cargas de profundidad y, eventualmente, escapar de la embarcación de superficie. [5]
Durante el uso del batitermógrafo, varios técnicos, vigilantes y oceanógrafos notaron lo peligroso que era el despliegue y recuperación del BT. Según el vigilante Edward S. Barr:
"... En cualquier tipo de clima adverso, esta posición de BT estaba frecuentemente sujeta a olas que barrían limpiamente la cubierta. A pesar de que las olas rompían por el costado, el operador tuvo que mantenerse en su puesto, porque el equipo ya estaba sobre el costado. No se podía correr para refugiarse ya que el freno y la potencia de elevación se combinaban en una sola palanca. Soltar esta palanca provocaría que todo el cable del cabrestante se desenrollara, enviando el dispositivo de grabación y todo su cable al océano. abajo para siempre No era nada raro, desde la posición protectora de la puerta del laboratorio, mirar hacia atrás y ver a su compañero de guardia en el cabrestante BT desaparecer por completo de la vista cuando una ola se estrellaba contra la borda... También nos turnamos para tomar. Lecturas de BT. No era justo que una sola persona se mojara constantemente". [6]
Después de presenciar de primera mano los peligros de desplegar y recuperar BT, James M. Snodgrass comenzó a desarrollar el batitermógrafo desechable (XBT). Descripción de Snodgrass del XBT:
Brevemente, la unidad se dividiría en dos componentes, como sigue: la unidad de barco a superficie y la unidad de superficie a prescindible. Tengo en mente un paquete que podría ser desechado, ya sea por el método "Armstrong", o por algún dispositivo mecánico simple, que estaría en todo momento conectado al buque de superficie. El cable se pagaría desde el barco de superficie y no desde la unidad de flotación de superficie. El flotador de superficie requeriría un mínimo de flotación y un ancla de mar pequeña y muy sencilla. Desde esta sencilla plataforma la unidad BT prescindible se hundiría como se describe para la unidad acústica. Sin embargo, a medida que avanza se desenrollaría un hilo muy fino de un conductor probablemente de flotabilidad neutra que termina en la unidad de flotación y desde allí se conectaría al cable que conduce al barco. [7]
A principios de la década de 1960, la Marina de los EE. UU. contrató a Sippican Corporation de Marion, Massachusetts, para desarrollar el XBT, que se convirtió en su único proveedor. [1]
La unidad está compuesta por una sonda; un enlace de cable; y un recipiente a bordo. Dentro de la sonda hay un termistor que está conectado electrónicamente a un registrador gráfico. La sonda cae libremente a 20 pies por segundo y eso determina su profundidad y proporciona un rastro de temperatura-profundidad en el registrador. Un par de finos cables de cobre que salen de un carrete retenido en el barco y de otro que se deja caer con el instrumento, proporcionan una línea de transferencia de datos al barco para el registro a bordo. Finalmente, el cable se sale y se rompe, y el XBT se hunde en el fondo del océano. Dado que el despliegue de un XBT no requiere que el barco reduzca la velocidad o interfiera de otro modo con las operaciones normales, los XBT a menudo se despliegan desde buques de oportunidad , como buques de carga o transbordadores, y también desde buques de investigación dedicados que realizan operaciones en curso cuando se lanza un CTD . requeriría detener el barco durante varias horas. También se utilizan versiones aerotransportadas (AXBT); Estos utilizan frecuencias de radio para transmitir los datos a la aeronave durante el despliegue. En la actualidad, Lockheed Martin Sippican ha fabricado más de 5 millones de XBT.
Fuente: [8]
A continuación se muestra la lista de implementaciones de XBT para 2013: [9]
Dado que los XBT no miden la profundidad (por ejemplo, mediante presión), se utilizan ecuaciones de tasa de caída para derivar perfiles de profundidad a partir de lo que es esencialmente una serie de tiempo. La ecuación de la tasa de caída toma la forma:
donde, z(t) es la profundidad del XBT en metros; Ya es hora; y a y b son coeficientes determinados utilizando métodos teóricos y empíricos. El coeficiente b se puede considerar como la velocidad inicial cuando la sonda golpea el agua. Se puede considerar el coeficiente a como la reducción de masa con el tiempo a medida que el alambre se desenrolla.
Durante un tiempo considerable, estas ecuaciones estuvieron relativamente bien establecidas; sin embargo, en 2007, Gouretski y Koltermann mostraron un sesgo entre las mediciones de temperatura XBT y las mediciones de temperatura CTD . [10] También demostraron que esto varía con el tiempo y podría deberse tanto a errores en el cálculo de la profundidad como en la medición de la temperatura. A partir de ahí, el Taller sobre tasa de caída de XBT de la NOAA de 2008 [11] comenzó a abordar el problema, sin ninguna conclusión viable sobre cómo proceder con el ajuste de las mediciones. En 2010, se celebró el segundo taller sobre tasa de caída de XBT en Hamburgo, Alemania, para seguir debatiendo el problema y encontrar un camino a seguir. [12]
Una implicación importante de esto es que se puede integrar un perfil de temperatura de profundidad para estimar el contenido de calor de la capa superior del océano; el sesgo en estas ecuaciones conduce a un sesgo cálido en las estimaciones del contenido de calor. La introducción de los flotadores Argo ha proporcionado una fuente mucho más confiable de perfiles de temperatura que los XBT; sin embargo, el registro XBT sigue siendo importante para estimar las tendencias y la variabilidad decenales y, por lo tanto, se han dedicado muchos esfuerzos a resolver estos sesgos sistemáticos. La corrección XBT debe incluir tanto una corrección de tasa de caída como una corrección de temperatura.
