דסקת סקי

דִסְקַת סֶקי (באיטלקית: Disco di Secchi) היא מכשיר למדידת שקיפות של גופי מים שהמציא הישועי פייטרו אנג'לו סקי (Pietro Angelo Secchi‏, 1818–1878) ב-1865. במקור הייתה זו דסקה עגולה לבנה פשוטה בקוטר 30 סנטימטרים שלמרכזה חובר מוט או חבל והורדה באיטיות לתוך המים. העומק שבו לא ניתן יותר לראות את הדסקה מהווה מדד לשקיפות המים. מדד זה מכונה "עומק סקי" והוא תלוי בעכירות המים. מאז שהומצאה השיטה היא שוכללה, ועבור מדידת שקיפות של מים מתוקים מקובל להשתמש בעיצוב מעט שונה של דסקה, הכולל הקטנת קוטר הדסקה ל-20 סנטימטרים, וחלוקתה לרבעים הצבועים לבן ושחור לסירוגין. דסקת סקי המקורית הייתה דסקה לבנה פשוטה והשתמשו בו למדידת הצלילות של מי הים התיכון. גם כיום משמשת דסקה לבנה בקוטר 30 סנטימטרים כמכשיר התקני למדידת צלילות של מי ים. ב-1899 שינה ג'ורג' ויפל (George Chandler Whipple‏; 1866–1924) את הדסקה המקורית בלבן ל: "דסקה בקוטר 8 אינץ' לערך, מחולקת לרבעים הצבועים לבן ושחור לסירוגין כמו המטרה של מוט-מדידה..". דסקת סקי משופרת זו היא כיום הדסקה התקנית בשימוש במחקרים בלימנולוגיה (מחקר גופי מים מתוקים). עומק סקי מושג כאשר החזרת האור משתווה לעוצמת האור המפוזרת חזרה מהמים. העומק במטרים מחולק ב-1.7 נותן את מקדם ההנחתה (attenuation coefficient), עבור ממוצע האור הזמין בעומק דסקת סקי. בשימוש כמשתנה משתמשים במקדם ההנחתה כמשתנה עבור עכירות. ניתן להשתמש במקדם ההנחתה, k, בצורה של חוק בר-למברט, I z I 0 = e − k z {\displaystyle {I_{z} \over I_{0}}=e^{-kz}} על מנת להעריך את Iz, עוצמת האור בעומק z מ-I0, עוצמת האור בפני הים. התוצאות של דסקת סקי לא מהוות מדידה מדויקת של השקיפות, שכן יכולות להיות שגיאות בשל בוהק השמש על פני המים, או שאדם אחד יכול לראות את הדסקה בעומק מסוים, אבל אדם אחר עם יכולת ראייה טובה יותר יכול לראות אותה בעומק גדול יותר. עם זאת, זו שיטה זולה ופשוטה למדוד את צלילות המים. בשל הפוטנציאל לשונות בין המשתמשים, יש לתקנן את השיטות ככל האפשר. מדידת דסקת סקי חייבת להתבצע תמיד בצד המוצל של הסירה או המזח בין 9 בבוקר ל-3 אחרי הצהריים. התוצאות הטובות ביותר הן אלו המתקבלות בין 10 בבוקר ל-2 בצהריים. המשקיף חייב למדוד את עומק סקי באותה צורה בכל פעם. שיטה אחת למדידה היא להוריד את הדסקה מעבר לנקודה שבה היא נעלמת, ואז להרים אותה ואז להורידה מעט על מנת לקבוע את עומק סקי. שיטה אחרת היא לרשום את העומק שבו הדסקה נעלמת, להוריד אותה כמה מטרים, ואז לרשום את העומק שבו הדסקה מופיעה מחדש כאשר מרימים אותה באיטיות. עומק סקי נקבע כממוצע בין שני ערכים אלו. מדידות באמצעות דסקת סקי הן מרכיב אינטגרלי בתוכניות להערכת איכות המים באגמים של מינסוטה. תושבים לחופי האגמים מבצעים בדיקות תקופתיות ומעבירים את התוצאות לסוכנויות של המדינה ושל הרשויות המקומיות. במידע האורכי המצטבר משתמשים על מנת לגלות מגמות כלליות באיכות המים. בדומה, תוכנית האגמים הנקיים של אינדיאנה (Indiana Clean Lakes Program) מתבססת על מתנדבים שעוברים הדרכה ומנטרים עכירות במעל ל-80 האגמים באינדיאנה תוך שימוש בדסקת סקי. המידע המגיע מהם משמש לנטר את איכות האגמים במדינה. ב-2013 הכינו מדענים ימיים תוכנית המכונה "מחקר ימאים עולמי לחקר הפיטופלנקטון הימי" (The Global Seafarer Study of the Marine Phytoplankton) המבוססת על מדידות באמצעות דסקת סקי. המחקר המבוסס על שיתוף פעולה עם מתנדבים המבצעים מדידות באמצעות דסקת סקי מסורתית לבנה בקוטר של 30 סנטימטרים ומעלים את התוצאות באמצעות אפליקציית מובייל לבסיס נתונים מרכזי. מחקר זה החל כתוצאה ממחקר מדעי נתון במחלוקת שבו נטען שכמות הפיטופלנקטון, המשפיעים על צלילות המים, פחתה באוקיינוסים בכ-40% מאז שנות ה-50 של המאה ה-20 ועד 2008. מדידות באמצעות דסקת סקי אינן יכולות להראות כיצד משתנה ההנחתה בעומקים שונים או ההשפעה של העומק על אורכי גל מסוימים. פוטומטרים בצוללת פועלים עד עומק של 150 מטרים ומסוגלים לבצע מדידות של קרינת אור נראה, קרינת תת-אדום וקרינת על-סגול של הספקטרום. לנפלומטרים יש מקור אור עצמאי והם מסוגלים למדוד שקיפות בדיוק מדעי. Preisendorfer, R. W. (1986). "Secchi disk science: Visual optics of natural waters," Limnol. Oceanogr. 31: 909–26 מדיה וקבצים בנושא דסקת סקי בוויקישיתוף דסקת סקי, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) Hou, Weilin, et al. (2007). "Why does the Secchi disk disappear? An imaging perspective", Opt. Express. 15: 2791–2802. Wernand, M. R. (2010). "On the history of the Secchi disc" J. Eur. Opt. Soc. Rapid publications 5. doi:10.2971/jeos.2010.10013s Leszek Bledzki (Lead Author);Nidhi Nagabhatla (Topic Editor) "Secchi disk". In: Encyclopedia of Earth. Eds. Cutler J. Cleveland (Washington, D.C.: Environmental Information Coalition, National Council for Science and the Environment). [First published in the Encyclopedia of Earth October 15, 2009; Last revised Date October 5, 2010; Retrieved January 6, 2012 <http://www.eoearth.org/article/Secchi_disk> EPA OWOW Secchi disk simulator Secchi App – The global scientific experiment by seafarers to study the marine phytoplankton On the history of the Secchi disc Whipple, George C. (1899). The Microscopy of Drinking-Water. New York: John Wiley & Sons, 78–9 Secchi disk Why a Black and White Secchi Disk? On the Universality of the Poole and Atkins Secchi Disk: Light Extinction Equation Indiana Clean Lakes Program Marine Secchi Disk study Sailors turn scientists to create the world’s biggest marine plankton survey Ocean greenery under warming stress Global phytoplankton decline over the past century