सेविंग मनी ग्रेट है, लेकिन चेसापिक बे सेविंग भी बेहतर होगी

यह एक विज्ञान मेला परियोजना के लिए गलत हो सकता है, जिसमें एक सूटकेस के आकार का वाटर प्रूफ बॉक्स ट्यूबिंग, इलेक्ट्रॉनिक तारों, गेज और एक एलईडी डिस्प्ले के साथ भरा हुआ है। व्हिटमैन मिलर को, यही इसकी खूबसूरती है। सब कुछ आसानी से उपलब्ध है, अपेक्षाकृत सस्ती और उल्लेखनीय रूप से परिष्कृत है। उसे गुणों के संयोजन की आवश्यकता है। क्योंकि जो जवाब वह ढूंढ रहा है, उसे पाने के लिए उसे बहुत सारे और बहुत सारे बॉक्स लगाने पड़ेंगे।

इस कहानी से

स्मिथसोनियन पर्यावरण अनुसंधान केंद्र स्मिथसोनियन मरीन स्टेशन, फोर्ट पियर्स, फ्लोरिडा

मिलर स्मिथसोनियन पर्यावरण अनुसंधान केंद्र में एक शोधकर्ता हैं, और वह तटीय पारिस्थितिकी प्रणालियों में जल रसायन विज्ञान पर बढ़ते सीओ 2 के प्रभावों को समझने की कोशिश कर रहे हैं। पिछले 150 वर्षों से जीवाश्म ईंधन और अन्य औद्योगिक विनिर्माण प्रक्रियाओं के जलने से वातावरण में CO2 की भारी मात्रा पाई जाती है। इसका अधिकांश भाग पृथ्वी के महासागरों में समाप्त हो गया है जहां यह समुद्री जल के साथ प्रतिक्रिया करता है और पीएच को कम करता है। नतीजतन, पृथ्वी का पानी अधिक अम्लीय होता जा रहा है, एक ऐसी स्थिति जो उनके कैल्शियम के कई खोल जीवों को छीन सकती है और पूरे पारिस्थितिक तंत्र को बाधित करने की धमकी देती है।

हालाँकि, जिन्हें अक्सर समुद्र के अम्लीकरण के रूप में जाना जाता है, बढ़ती CO2 का प्रभाव समुद्र के पानी तक ही सीमित नहीं है। वहां देखना आसान है। समुद्र की सतह एक काफी समरूप वातावरण है जहां पानी में सीओ 2 सांद्रता वातावरण में सीओ 2 के साथ संतुलन में होती है - वर्तमान में लगभग 399.6 भागों प्रति मिलियन (पीपीएम)। पिछले कुछ दशकों से हर साल 1 पीपीएम की दर से वैज्ञानिक इसे लगातार देख रहे हैं।

लेकिन कहानी तटीय तटीय क्षेत्रों में पढ़ने के लिए इतनी आसान नहीं है जहां CO2 सांद्रता एक ही दिन में हजारों भागों प्रति मिलियन तक झूल सकती है। तटीय सिस्टम कई और अधिक चलती भागों के साथ अधिक जटिल हैं। यहां, नमक के पानी के साथ ताजे पानी का मिश्रण होता है। तापमान और लवणता एक स्थान से दूसरे स्थान पर भिन्न होती है और ज्वार के साथ बदल सकती है। दिन के दौरान ऑक्सीजन का स्तर बढ़ता है, जब घास और शैवाल प्रकाश संश्लेषण करते हैं, और रात में प्रकाश संश्लेषण बंद हो जाता है। इन सभी इंटरैक्शन से CO2 स्तरों में नाटकीय उतार-चढ़ाव होता है। वे एक स्थान से दूसरे स्थान पर और दैनिक आधार पर भी भिन्न होते हैं। यह समझना कि वैश्विक सीओ 2 में तुलनात्मक रूप से छोटी वृद्धि एक प्रणाली को प्रभावित करेगी, जिसमें प्राकृतिक उतार-चढ़ाव का मतलब है कि यह सीखना कि प्रणाली कैसे काम करती है।

सूटकेस बैरोमीटर के प्रेशर सेंसर, टेम्परेचर सेंसर, रिलेटिव ह्यूमिडिटी सेंसर और निश्चित रूप से CO2 सेंसर से भरा होता है। (किंबा कटप्ल)

"हम इनमें से कई अलग-अलग ड्राइवरों को छेड़ने की कोशिश कर रहे हैं, " मिलर कहते हैं। "क्योंकि हम जानते हैं कि यह सिर्फ हवा-समुद्र संतुलन नहीं है। हम जानते हैं कि भूमि के समुद्री इंटरफेस हैं। हम जानते हैं कि प्रकाश संश्लेषण और श्वसन के जैविक प्रभाव हैं, और विभिन्न स्थानों में पानी के इनपुट के भौतिक प्रभाव हैं। लेकिन इनमें से प्रत्येक ड्राइवर को चिढ़ाने के लिए, हम सीख रहे हैं कि हमें बहुत सारे और बहुत सारे माप की आवश्यकता है। हमें इस विशेष पैचनेस के कारण माप के उच्च घनत्व की आवश्यकता है और जिस तरह से यह दैनिक, मौसमी और ज्वारीय तराजू पर समय के माध्यम से बदलता है। "

मिलर को डेटा के उस स्तर को इकट्ठा करने के लिए निगरानी स्टेशनों के एक नेटवर्क की आवश्यकता होती है, एक नेटवर्क जो इस काम को शुरू करते समय व्यावहारिक नहीं था। निगरानी करने के लिए आवश्यक उपकरण समुद्र में रहने वाले और बड़े अनुसंधान जहाजों के लिए प्रति उपकरण हजारों डॉलर की लागत का सामान था।

इसलिए मिलर ने एक और विकल्प विकसित करना शुरू किया। वह आसानी से उपलब्ध इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ अपने स्वयं के पोर्टेबल, सस्ती निगरानी स्टेशनों का निर्माण कर रहा है और रोबोट और गति डिटेक्टर बनाने के लिए उपयोग करने वाले शौकीनों का एक सस्ता माइक्रोकंट्रोलर है। वह जिस चीज के साथ आ रहा है, वह $ 100, 000 में बजने वाले उपकरणों से भरे एक छोटे से कमरे और एक हाई-एंड होम वेदर स्टेशन की कीमत के लिए एक सूटकेस के आकार का बॉक्स के बीच का अंतर है।

उस बॉक्स के अंदर, मिलर ने बैरोमीटर के प्रेशर सेंसर, तापमान सेंसर, सापेक्ष आर्द्रता सेंसर और निश्चित रूप से एक CO2 सेंसर पैक किया है। "इस आदमी की कीमत $ 300 से भी कम है, " वह कहता है, इलेक्ट्रॉनिक्स के एक वर्ग को ताश के पत्तों के डेक से बड़ा नहीं। "इन्फ्रा-रेड गैस एनालाइज़र-यह सीओ 2 माप को बनाने का दिल है।" वह कहते हैं कि एक समुद्री बोय पर कोरोलरी इंस्ट्रूमेंट की कीमत 20, 000 डॉलर हो सकती है।

आसानी से उपलब्ध इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और सस्ती वाटरप्रूफ बॉक्स के साथ, मिलर और उनके सहकर्मी अपनी लैब में उपकरणों का निर्माण कर सकते हैं। (किंबा कटप्ल)

बॉक्स के बाहर, "गीली तरफ, " पानी को एक ट्यूब के माध्यम से पंप किया जाता है और हवा की एक छोटी मात्रा के साथ संतुलन में मजबूर किया जाता है। गैस विश्लेषक उस हवा में सीओ 2 की एकाग्रता को निर्धारित करता है, और एक डेटा लकड़हारा 24/7 को ट्रैक करता है।

मारियो टैम्बुर कहते हैं, "यह एक अभिनव दृष्टिकोण है, " इन मापों को प्राप्त करने के एक सरल सस्ती तरीके को देखने के लिए। "तंबूरी मैरीलैंड यूनिवर्सिटी ऑफ एन्वायर्नमेंटल साइंसेज (यूएमसीईएस) के एक शोध प्रोफेसर हैं। “हमारी सबसे बड़ी समस्या अब इन महत्वपूर्ण मापदंडों को सही अस्थायी और स्थानिक पैमाने पर निगरानी करने में सक्षम है। इसलिए इन प्रकार के उच्च अस्थायी और स्थानिक रिज़ॉल्यूशन मापन अम्लीकरण की समस्याओं को समझने में महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से तटीय जल में। ”

तंबूरी एलायंस फॉर कोस्टल टेक्नोलॉजीज के कार्यकारी निदेशक भी हैं, जो अनुसंधान संगठनों के बीच एक साझेदारी है जो वैज्ञानिक उपकरणों के लिए परीक्षण प्रयोगशाला का एक प्रकार है। "हम जो कुछ भी करने की कोशिश करते हैं, वह नए नवाचारों के विकास और अपनाने को बढ़ावा देना है।" वह एक साल के लिए यूएमसीईएस में घाट से मिलर के निगरानी स्टेशनों में से एक चला रहा है "अपनी क्षमताओं और क्षमता का प्रदर्शन करने के लिए तो अन्य उपयोगकर्ता भी कर सकते हैं। इसे अपनाने का कुछ भरोसा है। ”

वर्तमान में ऑपरेशन में तीन अन्य सीओ 2 निगरानी स्टेशन हैं। एक Edgewater में स्मिथसोनियन पर्यावरण अनुसंधान केंद्र में जहां मिलर काम करता है, एक फोर्ट पियर्स, फ्लोरिडा में स्मिथसोनियन मरीन स्टेशन पर और दूसरा पनामा में स्मिथसोनियन ट्रॉपिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट में। मिलर अभी तक बड़े पैमाने पर अपने उपकरणों का उत्पादन शुरू करने के लिए तैयार नहीं है। इससे पहले कि वह चेसापिक खाड़ी में निगरानी स्थलों का एक नेटवर्क विकसित करना शुरू कर सके, उसके पास कुछ और मोड़ हैं। वह पंप को एक के साथ बदलने पर काम कर रहा है जो कम बिजली खींचता है, अधिमानतः एक जो सौर ऊर्जा पर चलता है। और वह आगे भी कीमत कम करने की उम्मीद कर रहा है (अब एक स्टेशन की कीमत लगभग $ 7, 000 है)। आखिरकार वह नागरिक वैज्ञानिकों, स्वयंसेवकों को अपने निजी स्तर पर रखने के लिए तैयार करना चाहता है।

"एक साधन के लिए मेरा सोने का मानक यह है कि आप इसे एक नागरिक वैज्ञानिक के रूप में बदल सकते हैं, " वे कहते हैं, और उनके लिए यह देखभाल करने में सक्षम है, और इसे चलाने के लिए, और डेटा विकसित करना। यह कुछ ऐसा होना चाहिए कि कोई व्यक्ति जिसके पास उपकरणों का उपयोग करते हुए वर्षों और वर्षों की शिक्षा नहीं है, वह इसे कार्य कर सकता है। "

यही कारण है कि इन जटिल प्रणालियों में बढ़ते CO2 की भूमिका को समझने के लिए जिस तरह के माप की आवश्यकता है, वह वास्तव में लेने वाला है।

कंट्रोलर जिसे मिलर "इट्स ऑल ऑफ इट ऑल" कहता है, एक छोटा माइक्रोप्रोसेसर है जिसे पहली बार शौकीनों के लिए विकसित किया गया था जो साधारण रोबोट बनाना चाहते थे। (किंबा कटप्ल)