新しい音響技術が漁業管理を支援

ディールプランクトン移動のエコーグラム。 （イメージ：Nortek）

展開の最初の2日間のエコーグラム（上部）、垂直方向の速度（中央）、水平方向の現在の速度（下部）。 （イメージ：Nortek）

強い反射材は、プランクトンや魚の濃度が濃いことを示します。 （イメージ：Nortek）

エコーオーダーメーターは、ここに見られる南極のオキアミなど、海洋のバイオマスを定量化するのに役立ちます。 （写真©Uwe Kils /ウィキメディアコモンズ）

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人類に食糧を供給するために魚やその他の海洋生物がますます重要になるにつれて、ハイテク音響ベースの科学機器はどのように漁業管理を助け、学際研究の機会を広げることができるでしょうか？

魚類の科学者や経営者は、魚類の動態や構造、魚が頼っている資源をよりよく理解するために、最先端の科学機器に依存している。 Echosoundersは、多くの魚種が食べるプランクトンやオキアミだけでなく、魚のバイオマスや行動を定量化するのに役立ちます。アコースティックドップラー電流プロファイラ（ADCPs）は、プランクトンの利用可能性を形作る電流に関する情報を提供します。

「生物学的な海洋学者が1か所で働くことができたのは以前からありましたが、物理的な海洋学者は別の場所で働いていました」とOceans'18で発表されたSignature100と呼ばれるADCPと生物学的エコーシャワーシステムに関する論文のデビッド・ベラスコMTS / IEEE Kobe / Techno-Ocean 2018カンファレンス。

漁業管理がより包括的な生態系アプローチを開始し、資金調達がさらに制限されるにつれて、物理学者と生物学者の間の協力がますます成果を上げています。これらの変化するニーズに合致させるためには、科学機器は必ず従わなければならない。

ノルウェーの製造元NortekのSignature100ロング・レンジ・プロファイラーは、ADCPと生物学的エコーサウンダーの機能を独自に組み合わせているため、物理学者と生物学者のコラボレーションに役立ちます。これは現在、世界で唯一のこの総合容量を提供している唯一の機器です。

「Signature100のようにADCPとシングルビームのワイドバンドエコーサウンダを組み合わせることの最大の利点は、コストとロジスティクスになります」とVelasco氏は述べています。現在、物理的側面と生物学的側面の両方を研究したい科学者は、それぞれ別々に配置された2つの別個の機器を購入する必要があります。しかし、Signature100では、2つの係留と2つの別々の設備を扱う代わりに、ただ1つしか持たない」

ADCPとエコーサウンダのサンプルはすでに1つの機器で正確に同期されているため、後でデータを処理する方がずっと効率的になるとNortek氏は指摘しています。

IEEEの論文で報告されているように、地中海のSignature100の海上試験は、この新しい機器の高性能を実証しました。 echosounderのパフォーマンスに焦点を当て、70 kHzパルス（システムで利用可能な3つの周波数の1つ）は、海洋生物の動きに関する情報を提供することができました。

音響的には、単一の魚は、同じ量のプランクトンの学校と非常によく似ています。ユーザーが1つの魚やプランクトンの塊を見ているかどうかを判断し、個体の大きさを評価するためには、絶対後方散乱のためのエコーサウンダを較正することが重要です。

この最初のフィールドテストでは、Signature100のエコーサウンダは絶対後方散乱に対して較正されていませんでしたが、エコーグラムに見られる動きパターンから、チームは水柱の上下でプランクトンの移動を検出したと確信しています。 Nortekは、現在、ユーザが機器の識別能力を高めるためにエコー・サウンド・キャリブレーションを較正する方法を開発中であると述べた。

物理的な海洋学にもっと興味を持っている人々のために、地中海の現場検証に使用されたSignature100のエコーサウンダービームは、水柱の下半分に向かって内部波を識別しました。一方、5分の繰り返しシーケンスで0.25 Hzで60 pingを送信するようにADCPを設定し、10 mの深さのセルのプロファイルでは、テストされた計測器は420 mまでの最大使用可能範囲で電流をプロファイルすることができました。

Nortekは、フィールドテストはわずか5日間続けられたが、このユニットの低消費電力は、Signature100が他の導入で最大1年間のデータを収集できることを意味しているという。このような長期的な展開から得られたデータは、科学者が地域の季節的動態を理解し、海洋における気候変動の長期的な影響と漁業管理への影響を理解するのに役立ちます。