セッキ円盤を湖の水に沈める
淡水で使用される改良セッキディスク設計

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、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。ディスクをポールまたはラインに取り付け、ゆっくりと水中に沈めます。ディスクが見えなくなる深さが、水の透明度の測定値として取得されます。この測定値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、衝突テスト、衝突テストダミー、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円盤は無地の白い円盤で、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円盤は、現在でも海洋研究における標準的な設計となっています。1899年、ジョージ・C・ウィップルはオリジナルの真っ白なセッキ円盤を「…直径約8インチの円盤で、水準器の標的のように白黒交互に塗られた四分円に分割されたもの…」に改良しました。[3] [4]この改良された白黒のセッキ円盤は、湖沼学（淡水）研究における標準的な円盤です。[5] [6]

セッキ深度

セッキディスクの様々な種類。左は海水用、右は淡水用。

セッキ深度は、反射率が水面からの後方散乱光の強度と等しくなったときに到達する。1.7をこの水深（メートル）で割ると、セッキディスク深度全体で平均化された利用可能光の減衰係数（消衰係数とも呼ばれる）が得られる。消衰係数は変数として用いられるだけでなく、濁度の変数としても用いられる。光減衰係数kは、ランベルト・ビールの法則の形で用いられ、 海面における光強度I 0から深度zにおける光強度I z を推定することができる。 [7]

セッキ円盤の測定値は、水面への太陽光の反射による誤差が生じる可能性があり、また、ある人が円盤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しまうなど、透明度を正確に測定するものではありません。しかしながら、これは水の透明度を測定する安価で簡便な方法です。測定者によって測定結果が異なる可能性があるため、測定方法は可能な限り標準化されるべきです。

セッキディスクの測定は、常に午前9時から午後6時の間に、船や桟橋の日陰側で実施するべきです。[8]最良の結果が得られる時間帯は午前10時から午後4時です。セッキ深度測定は、毎回同じ観測者が同じ方法で実施する必要があります。測定に近づく方法としては、ディスクを消失点より下まで下げ、その後ディスクを少し上げてセッキ深度を設定する方法があります。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、ゆっくりとディスクを引き上げながら再びディスクが現れる深度を記録する方法があります。セッキ深度は、この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、減衰が深度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。潜水艦用光度計は水深150メートル（492フィート）まで作動し、可視光線、紫外線、赤外線のスペクトルを記録できます。濁度計と透過率計は独自の光源を備えており、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沼水質評価プログラムにおいて長年にわたり不可欠な要素となっています。湖沼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自治体に提出しています。集計された長期データは、水質の全体的な傾向を明らかにするために用いられています。同様に、インディアナ州クリーンレイクスプログラムは、インディアナ州内の80以上の湖沼でセッキディスクを用いた濁度モニタリングを行うボランティアを育成し、ボランティアの協力を得ています。また、ボランティアから提出されたデータは、州内の湖沼水質のモニタリングに活用されています。[11]

2013年、海洋科学者チームは、船員が海洋植物プランクトンを研究するための世界規模の市民科学プログラム「セッキディスク」を立ち上げました。 [12]この継続中の市民科学セッキディスク研究は、従来の直径30cmの白色無地の海洋セッキディスクとモバイル技術を組み合わせ、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するものです。この研究の最初の科学的成果は2017年に発表されました。[13]セッキディスク研究は、1950年から2008年の間に海洋の水の透明度に影響を与える植物プランクトンが40%減少したという物議を醸した科学報告を受けて開始されました。[14] [15]

参照

参考文献

  1. ^ 「セッキディスクの歴史について」www.jeos.org。2014年4月26日に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” [海の透明度を測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ページ。
  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：光消光方程式」 .英国生態学会誌. 11 (1): 399– 401. Bibcode :1974JApEc..11..399I. 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手法ハンドブック セントルイス: CV Mosby Co.
  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: ウェーブランドプレス社.
  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より。
  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 Citizen Scientist 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なる」. 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世紀における世界の植物プランクトンの減少」. Nature . 466 (7306): 591– 596. Bibcode :2010Natur.466..591B. doi :10.1038/nature09268. PMID  20671703. S2CID  2413382.

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). 「大西洋における植物プランクトンバイオマスモニタリングにおける歴史的および現代的な光学技術の評価」. Frontiers in Marine Science . 10. Frontiers Media SA. Bibcode :2023FrMaS..1011416B. 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？ イメージングの視点から」. Optics Express . 15 (6). The Optical Society: 2791– 3502. Bibcode :2007OExpr..15.2791H. 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たな理論とメカニズムモデル」.環境リモートセンシング. 169. Elsevier BV: 139– 149. Bibcode :2015RSEnv.169..139L. doi : 10.1016/j.rse.2015.08.002 . ISSN  0034-4257. OCLC  5867529207.
  • Preisendorfer, Rudolph W. (1986). 「セッキディスク科学：自然水の視覚光学1」.陸水学・海洋学. 31 (5). Wiley: 909–926 . Bibcode :1986LimOc..31..909P. 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 10013s. 欧州光学会. Bibcode :2010JEOS....5E0013W. doi : 10.2971/jeos.2010.10013s . ISSN  1990-2573.
  • 地球百科事典のセッキディスク
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