Terwijl het waterpeil van de Grote Meren tot recordhoogten stijgt, het op afstand monitoren van stromingen en golven wordt steeds belangrijker.

De stromingen van de Straat van Mackinac staan ​​bekend om hun vluchtigheid; ze hebben millennia lang de berkenbastkano's van zowel indianen als voyageurs uit hun koers geduwd en vrachtschepen op het meer aan de grond geduwd.

De stromingen maken ook deel uit van het complexe merenstelsel dat Lake Michigan met Lake Huron verbindt. Het volgen van stromingen en golven in de Straat - en in de Grote Meren - is van groot belang voor wetenschappers, gemeentelijke managers, de scheepvaart, milieuactivisten en overheidsinstanties.

Eind mei, Lorelle Meadows, decaan van het Pavlis Honours College aan de Michigan Technological University en oceanograaf van opleiding, en Guy Meadows, directeur van het Great Lakes Research Center, voerde de eerste test uit van een hoogfrequent radarsysteem dat speciaal is afgestemd op gebruik in de Grote Meren.

Geometrie van de Grote Meren

Hoogfrequente radar is een remote sensing-systeem op de wal dat wordt gebruikt om offshore-stromen te meten door een elektromagnetische puls met laag vermogen over het water te sturen. De elektromagnetische golf interageert met mariene oppervlaktegolven, die het radarsignaal verstrooien. Door de magnetische puls te meten die van zeegolven terugkaatst naar de radartoren, onderzoekers kunnen de snelheid en richting van de onderliggende stromingen in kaart brengen.

Hoogfrequente radar is niet geïmplementeerd als een routine-instrument voor het meten van stromingen in de Grote Meren omdat, in vergelijking met zout water, de elektromagnetische pulsen leggen kortere afstanden af. Hoogfrequente radar is effectief in zoet water op kortere afstanden - zes tot acht kilometer - en er zijn talloze locaties in de Grote Meren waar de kustlijnen smal, het verstrekken van de noodzakelijke geometrie om hoogfrequente radar effectief te maken.

"Veel van de infrastructuur in de Grote Meren die ons drinkbaar water geeft, bevindt zich binnen een paar mijl van de kustlijn, "Zei Lorelle Meadows. "Een systeem als dit kan waardevol zijn op verschillende strategische locaties. Ik zou het me kunnen voorstellen in het zuidelijke meer van Huron in de buurt van Port Huron en Sarnia, aan de Detroit River of de waterkant van Chicago - elke plek waar je inzicht wilt hebben in de manier waarop de stromingen bewegen."

Het team, met financiering van het Great Lakes Observing System (GLOS), tijdelijk twee 14-voet CODAR SeaSonde hoogfrequente radartorens geïnstalleerd, één aan elke kant van de Straat net ten westen van de Mackinac Bridge. Door zijn enorme omvang, de kans bestond dat de brug het radarsignaal zou verstoren; veldtesten in mei bewezen dat de brug niet openlijk interfereerde, een grote stap om de levensvatbaarheid van het radarproject vooruit te helpen.

In tegenstelling tot boeien, die single-point metingen bieden, hoogfrequente radartorens gebruiken brede stralen, die elkaar over het wateroppervlak kruisen om kaarten van een heel gebied te maken.

"Elk station afzonderlijk kan je alleen vertellen met de snelheid waarmee een stroom ernaartoe of ervan af gaat, Lorelle Meadows zei. "Een individuele toren levert alleen de radiale component van de stroom. Maar door de twee stations samen te voegen, bereiken we de volledige vector."

Hoewel niet bedoeld om boeien te vervangen, de radartorens leveren verdere gegevens om een ​​beter begrip te krijgen van complexe meersystemen.

"De hoop is om elk half uur vectorkaarten te maken, "Zei Guy Meadows. "De Straits West-boei meldt elke 10 minuten de toestand op een enkel punt. Dit systeem heeft de mogelijkheid om elke 30 minuten een nieuwe vectorkaart van stromingen te maken, elke dag."

Volgende stappen

Vectorkaarten kunnen door veel verschillende interesses worden gebruikt:waarschuwingen aan schepen voor stromingen die hen aan de grond of uit de koers kunnen dwingen, het verstrekken van essentiële informatie aan zoek- en reddingsoperaties, het volgen van een gevaar dat in het water is gemorst, of monitoring van schadelijke algenbloei zodat gemeentelijke waterinlaten indien nodig kunnen worden afgesloten.

Na de pilottest de onderzoekers zijn gegevens aan het verwerken en zullen permanente GLOS-financiering aanvragen voor de radartorens, die dit vermogen voor de Straat zal operationaliseren en hen ook in staat zal stellen om verder gebruik van de technologie in zoetwater te onderzoeken.

"Onze oceaankusten zijn voorzien van deze torens, "Zei Lorelle Meadows. "Dit is onze kans om de kustlijn van de Grote Meren te zijn."