セッキディスク

セッキ円盤（またはセッキディスク）は、1865年にアンジェロ・セッキによって発明されたもので、直径30cm（12インチ）の白い円形ディスクで、水域の水の透明度または濁度を測定するために使用されます。ディスクはポールまたはラインに取り付けられ、ゆっくりと水中に降ろされます。ディスクが見えなくなる深さが、水の透明度の尺度として測定されます。この尺度はセッキ深度として知られ、水の濁度に関連しています。発明以来、このディスクは、直径20cm（8インチ）のより小さな白黒のデザインに改良されたもので、淡水の透明度を測定するためにも使用されています。

黒と黄色のパターンを持つ同様のディスクは、衝突試験、衝突試験用ダミー、およびその他の運動実験における車両の基準マーカーとして使用されます。

歴史

オリジナルのセッキディスクは無地の白いディスクで、地中海で使用されていました。^[1]^[2]直径30cm (12インチ) の無地の白いセッキディスクは、海洋研究で使用される標準的なデザインのままです。1899年、ジョージ・C・ホイップルは、オリジナルの真っ白なセッキディスクを「...直径約8インチのディスクで、水準器のターゲットのように交互に黒と白に塗られた四分円に分割...」に改良しました。^[3]^[4]この改良された白黒のセッキディスクは、湖沼学(淡水) 調査で使用される標準的なディスクです。^[5]^[6]

セッキ深度

セッキ深度は、反射率が水から後方散乱された光の強度に等しいときに到達します。この深さ（メートル）を 1.7 で割ると、セッキディスク深度にわたって平均化された利用可能な光の減衰係数（消衰係数とも呼ばれる）が得られます。消衰係数は変数として使用されるだけでなく、濁度の変数としても使用されます。光減衰係数kは、ビール・ランベルトの法則の形式で使用され、海面の光の強度I ₀から深さzでの光の強度I _{z を} 推定できます。 ^[7] ${I_{z} \over I_{0}}=e^{-kz},$

セッキディスクの読み取りでは、水面の太陽の反射によって誤差が生じる可能性があり、また、ある人がディスクをある深さで見ていても、視力の良い別の人がより深い深さで見ている場合があるため、透明度を正確に測定することはできません。ただし、これは水の透明度を測定する安価で簡単な方法です。ユーザー間でばらつきが生じる可能性があるため、方法は可能な限り標準化する必要があります。

セッキディスクの測定は、常に午前 9 時から午後 5 時の間に、船や桟橋の日陰側で行わなければなりません。^[8]最良の結果が得られる時間帯は午前 10 時から午後 5 時です。セッキ深度測定は、毎回同じ観測者が同じ方法で行います。ディスクを消失点より下まで下げ、次にディスクを上げて少し下げてセッキ深度を設定することで、測定に近づくことができます。別の方法としては、ディスクが消失した深度を記録し、さらに数フィート下げて、ゆっくりとディスクを持ち上げて再び現れる深度を記録する方法があります。セッキ深度は、2 つの値の平均として求められます。^[9]

セッキディスク測定では、減衰が深さや特定の光の波長によってどのように変化するかは示されません。潜水艦光度計は150メートル（492フィート）の深さで動作し、スペクトルの可視、紫外線、赤外線部分を記録できます。濁度計と透過率計には独自の光源があり、科学的な精度で透明度を測定できます。^[10]

アプリケーション

セッキディスク測定は、ミネソタ州とウィスコンシン州の湖水質評価プログラムの不可欠な要素であり、湖の住民は定期的に測定を行い、その測定値を州および地方機関に提出しています。集計された長期データは、水質の一般的な傾向を明らかにするために使用されます。同様に、インディアナクリーンレイクプログラムは、セッキディスクを使用してインディアナ州の80を超える湖の濁度を監視するためにボランティアを訓練し、ボランティアから提出されたデータを使用して州内の湖の水質を監視しています。^[11]

2013年、海洋科学者のチームが、船員が海洋植物プランクトンを研究するためのグローバルな市民科学セッキディスクプログラムを設立しました。^[12]この進行中の市民科学セッキディスク研究では、従来の直径30cmの白無地の海洋セッキディスクとモバイルテクノロジーを組み合わせて、海から収集されたセッキ深度データを中央データベースにアップロードします。この研究の最初の科学的結果は2017年に発表されました。^[13]セッキディスク研究は、水の透明度に影響を与える植物プランクトンが1950年から2008年の間に海洋で40％減少したことを示唆する物議を醸した科学レポートに応えて開始されました。^[14]^[15]

参照

参考文献

^ 「セッキディスクの歴史について」www.jeos.org。2014-04-26にWayback Machineにアーカイブされました
^ “Relazione delle esperienze fatte a bordo della pontificia pirocorvetta l'Immacolata concezione per determinare la trasparenza del mare; Memoria del PA Secchi” [海の透明度を決定するために教皇庁の蒸気コルベット無原罪の御宿り号上で行われた実験の報告。 PAセッチ回想録』。イル・ヌオーヴォ・シメント。20 (1): 205–238。 1864。Bibcode :1864NCim...20..205.. doi :10.1007/BF02726911。S2CID 182945407。
^ M. チャルディおよびペンシルバニア州セッキ (1865)。「シュル・ラ・トランスペアレンス・ドゥ・ラ・メール」科学アカデミーのコンテス。 61: 100-104。
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^ リンド、オーウェン、T. (1979)。湖沼学における共通方法ハンドブック、セントルイス：CV モスビー社。
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さらに読む

Brewin, Robert JW; Pitarch, Jaime; Dall'Olmo, Giorgio; van der Woerd, Hendrik J.; Lin, Junfang; Sun, Xuerong; Tilstone, Gavin H. (2023-03-07). 「大西洋の植物プランクトンバイオマスを監視するための歴史的および最新の光学技術の評価」. Frontiers in Marine Science . 10. Frontiers Media SA. doi : 10.3389/fmars.2023.1111416 . hdl : 10871/132642 . ISSN 2296-7745.
Hou, Weilin; Lee, Zhongping; Weidemann, Alan D. (2007). 「なぜセッキディスクは消えるのか？イメージングの観点」Optics Express . 15 (6). The Optical Society: 2791–3502. doi : 10.1364/oe.15.002791 . ISSN 1094-4087. PMID 19532517.
Lee, ZhongPing; Shang, Shaoling; Hu, Chuanmin; Du, Keping; Weidemann, Alan; Hou, Weilin; Lin, Junfang; Lin, Gong (2015). 「セッキーディスク深度: 水中可視性に関する新しい理論とメカニズムモデル」.環境のリモートセンシング. 169. Elsevier BV: 139–149. doi : 10.1016/j.rse.2015.08.002 . ISSN 0034-4257. OCLC 5867529207.
Preisendorfer, Rudolph W. (1986). 「Secchi ディスク科学: 自然水の視覚光学 1」.陸水学と海洋学. 31 (5). Wiley: 909–926. doi : 10.4319/lo.1986.31.5.0909 . ISSN 0024-3590. OCLC 5718371060.
Wernand, MR (2010-04-27). 「セッキディスクの歴史について」.欧州光学会誌: Rapid Publications . 5.欧州光学会. doi : 10.2971/jeos.2010.10013s . ISSN 1990-2573.

外部リンク

地球百科事典のセッキディスク
セッキディスクの透明性
EPA OWOW
セッキディスクシミュレータ
セッキディップインのセッキディスク
セッキアプリ – 海洋植物プランクトンを研究するための船員による世界的な科学実験

[1] 「セッキディスクの歴史について」www.jeos.org。2014-04-26にWayback Machineにアーカイブされました

[2] “Relazione delle esperienze fatte a bordo della pontificia pirocorvetta l'Immacolata concezione per determinare la trasparenza del mare; Memoria del PA Secchi” [海の透明度を決定するために教皇庁の蒸気コルベット無原罪の御宿り号上で行われた実験の報告。 PAセッチ回想録』。イル・ヌオーヴォ・シメント。20 (1): 205–238。 1864。Bibcode :1864NCim...20..205.. doi :10.1007/BF02726911。S2CID 182945407。

[3] M. チャルディおよびペンシルバニア州セッキ (1865)。「シュル・ラ・トランスペアレンス・ドゥ・ラ・メール」科学アカデミーのコンテス。 61: 100-104。

[4] ウィップル、ジョージ C. (1899)。飲料水の顕微鏡検査。ニューヨーク：ジョン・ワイリー・アンド・サンズ、73-5。

[mlswa.org_1999-5] 「SECCHI ディスクとは何か?」mlswa.org 1999 年 8 月 28 日。2012 年 8 月 14 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年 3 月 18 日閲覧。

[6] 「なぜ白黒のセッキディスクなのか？」www.nalms.org 。 2012年7月5日閲覧。

[7] Idso, Sherwood B. ; Gilbert, R. Gene (1974). 「Poole and Atkins Secchi Disk の普遍性について: 光消滅方程式」.英国生態学会. 11 (1): 399–401. doi :10.2307/2402029. JSTOR 2402029.

[8] リンド、オーウェン、T. (1979)。湖沼学における共通方法ハンドブック、セントルイス：CV モスビー社。

[9] コール、ジェラルド A. (1994)。陸水学教科書。第 4 版。プロスペクトハイツ: Waveland Press Inc.

[10] 「海底探査」。ブリタニカ百科事典。2008年。 2008年10月1日閲覧。ブリタニカ百科事典オンライン経由。

[11] 「インディアナクリーンレイクスプログラム - ボランティアモニタリング」www.indiana.edu 。 2011年2月9日閲覧。

[12] “マリンセッチディスク研究”. www.secchidisk.org。

[13] Seafarers, Secchi Disk; Lavender, Samantha; Beaugrand, Gregory; Outram, Nicholas; Barlow, Nigel; Crotty, David; Evans, Jake; Kirby, Richard (2017). 「Seafarer 市民科学者海洋透明性データは植物プランクトンと気候研究のリソースとして」. PLOS ONE . 12 (12): e0186092. Bibcode :2017PLoSO..1286092S. doi : 10.1371/journal.pone.0186092 . PMC 5718423 . PMID 29211734.

[14] Schiermeier, Quirin (2010). 「温暖化ストレス下の海洋緑化」Nature . doi : 10.1038/news.2010.379 .

[15] ボイス、ダニエル G.、ルイス、マーロン R.、ワーム、ボリス (2010)。「過去 1 世紀にわたる世界の植物プランクトンの減少」。ネイチャー。466 ( 7306 ) : 591–596。Bibcode :2010Natur.466..591B。doi :10.1038/nature09268。PMID 20671703。S2CID 2413382 。