Podczas przeprawy z Karaibów na Kanary niemieckim statkiem badawczym „Maria S. Merian”, w ramach międzynarodowej ekspedycji naukowej MSM112/2, Beata Latos z IGF PAN i Michał Ciuryło z FUW, pod opieką dr. Dariusza Baranowskiego z Zakładu Fizyki Atmosfery IGF PAN, wykonywali pomiary właściwości atmosferycznych aerozolu, chmur i gazów śladowych dolnej troposfery i górnego oceanu przy pomocy drona z oprzyrządowaniem, udostępnionego przez IGF FUW. Według aktualnego stanu wiedzy, to jedne z pierwszych jednoczesnych pomiarów górnej części oceanu (0-5m p.p.m.) i dolnej troposfery (0-300m n.p.m.), wykonanych ze statku badawczego, w warunkach niezakłóconych przez niego. Zebrane dane służyć będą jako dane kalibracyjne dla teledetekcji satelitarnej i jako dane ewaluacyjne dla globalnego modelowania.

W ramach ekspedycji zaplanowano działania na cztery dni stacyjne oraz ciągłe pomiary w trakcie pracy. Ze względu na pomiary atmosferyczne przedłużono dodatkowo postój przed stacją na wschód od Barbados. Jednoczesne profilowanie dolnej atmosfery z drona (UAV) i górnego oceanu sondą Conductivity-Temperature-Depth (CTD) było wykonywane dwa razy dziennie, rano i po południu, za wyjątkiem przebywania na wodach kolumbijskich i wenezuelskich (brak zezwolenia) oraz hiszpańskich (ze względu na ochronę wielorybów). Popołudniowe pomiary były szczególnie istotne z uwagi na największą szansę na rozwój o tej porze dnia tzw. powierzchniowej warstwy ciepła. Pomiary powierzchniowej warstwy ciepła są niezbędne dla walidacji modeli atmosferycznych i oceanicznych oraz dla porównań z danymi satelitarnymi.

Podzwrotnikowy Atlantyk między Karaibami a Kanarami ma silne gradienty temperatury powierzchni morza i zasolenia powierzchni morza, z zimniejszymi i bardziej słonymi w kierunku Afryki. Gradienty te wpływają na procesy wymiany hydrodynamicznej na styku ocean-atmosfera. W celu zbadania tych interakcji dron IGF FUW, przy prędkości wiatru poniżej 10 m/s, profilował temperaturę przy powierzchni morza (poniżej 300 m n.p.m.), wilgotność i ciśnienie atmosferyczne, z dodatkową możliwością badania na poszczególnych poziomach kierunku i prędkośćci wiatru (za pomocą anemometru sonicznego) oraz aerozole (za pomocą optycznego licznika cząstek). W tym samym czasie wykonywano rzuty sondy CTD do 500 m p.p.m., celem uchwycenia pionowych profili ciśnienia, temperatury i przewodności w górnym oceanie.

Głównym celem badawczym było sprawdzenie możliwości wykonania niezakłóconych pomiarów stratyfikacji atmosferycznej na styku powietrze-morze, czyli profilu od 5m poniżej powierzchni oceanu do 500m powyżej powierzchni oceanu. Do badań, oprócz samego drona z oprzyrządowaniem jako platformy badawczej, doczepiano cztery różne pakiety aparatury pomiarowej, z czego każdy pakiet wykorzystywany był do pomiarów innych właściwości atmosferycznych.

Dron IGF FUW został wyprodukowany przez firmę DJI i klasyfikowany jest jako ultramały, wielowirnikowy, zdalnie sterowany system powietrzny o masie startowej poniżej 1 kg. Posiada cztery plastikowe, szybkozłączne, składane śmigła 8330 (średnica 21,08 cm, gwint 7,87 cm). Aparatura pomiarowa była każdorazowo przymocowywana do górnej części drona na specjalnie zaprojektowanej i wydrukowanej w 3D platformie. Sensory podczepiane do drona kalibrowane były trzykrotnie podczas całego rejsu a sam dron wyłącznie w przypadkach usterek kompasów magnetycznych.

Czytaj dalej (plik PDF)