Uurimislaevad (0)

Eesti Mereakadeemia
Hüdrometeoroloogia ja loodushoid
Uurimislaevad
Referaat
Koostaja : Marianne Kangur
Rühm: KM21
Õppejõud: Urmas Lips
Nelli Norit
Tallinn 2010
Sisukord
Sissejuhatus 3
1. Mis on uurimislaev ... 4
2. Süvamere puurimislaev CHIKYU 5
3. Uurimislaev NATSUSHIMA 6
4. Uurimislaev KAIYO 7
5. Ookeani uurimislaev MIRAI 8
6. Toetuslaev YOKOSUKA 9
7. Süvamere uurimislaev KAIREI 10
8. Uurimislaevad HAKUHO MARU ja TANSEI MARU 11
9. Uurimislaevad ARANDA ja SALME 12
Kokkuvõte 13
Kasutatud allikad 14

Sissejuhatus

Käesoleva referaadi eesmärgiks on kirjeldada uurimislaevu ja nende peamisi tööülesandeid. Kuna maailmas on palju uurimislaevu, siis lähemalt kirjeldan neist vaid osasid.
Maailmas on kokku ligikaudu 800 uurimislaeva, neist 42 on Läänemeremaadel. Maailma suurimad laevad tegelevad polaarekspeditsioonidega ning seismiliste protsesside ja maavarade otsingutega seotud merepõhja uuringutega. Uurimislaevade eeliseks on paindlikkus , teatud parameetreid on siiani võimalik mõõta vaid laevadel. Ning miinuseks on nende kulukus.

1. Mis on uurimislaev...

Uurimislaev on laev, mis on kujundatud ja varustatud läbi viima uurimistöid merel. Uurimislaev edendab mitmeid ülesandeid. Osad neist on kombineeritud ühte tavalaeva, teised vajavad spetsiaalset erilaeva. Nõudlike tingimuste tõttu on need laevad sageli samaaegselt ka jäälõhkujad, et toime tulla polaarvetes. Uurimislaeva päritolu tuleb varajastest meremeeste uurimisretkedest.
Hüdroloogiliste mõõdistuste laev on kujundatud läbi viima hüdroloogilist uurimistööd ja mõõdistusi. See info kantakse merekaartidele, mis tagavad ohutu navigatsiooni sõja- ja tsiviillaevanduses. Need laevad teostavad ka seismilisi mõõdistusi merepõhjas. Praktikas tuleb aga hüdroloogiliste mõõdistuste laeval täita erinevaid ülesandeid.
Okeanograafiline uurimistöö:
Okeanograafilised uurimislaevad uurivad vee füüsilisi, keemilisi ja bioloogilisi omadusi, atmofääri ja kliimat ning võtavad veeproove erinevatest sügavustest.
Kalanduslik uurimistöö:
Kalalaevadel on platvormid, mis suutelised pukseerima erinevaid kalapüügivõrke, koguma planktoni ja veeproove erinevatest sügavustest ja kandma akustilist kalaotsimise varustust. Kalanduslikud uurimislaevad on tihti sarnase ehitusega nagu kalapüügilaevad, ainus erinevus on selles, et uurimislaevadel on rohkem ruumi laborite ja varustuse jaoks.
Mereväeline uurimistöö:
Mereväe uurimislaevad tegelevad allveelaevade ja miinide tuvastamisega, sonari- ja relvakatsetega.
Polaaruurimistöö:
Polaaruurimislaevad on kujundatud olema samaaegselt ka jäälõhkujad, et paremini tegutseda polaarvetes. Nende laevade ülesannete alla käib ka Antarktika uurimisjaamade varude täiendamine.
( http://en.wikipedia.org/wiki/Research_vessel )

2. Süvamere puurimislaev CHIKYU

Valmis 2005 aasta juulis. Tal on maailma kõige arenumad puurimisvõimed (kuni 7000m sügavusele). CHIKYU peamine eesmärk on hõlbsustada laialdasi tegevusalasi, et panustada inimeste tulevikku. Sinna alla kuuluvad hiiglaslike maavärinate tekkemehhanismi paljastamine, elu päritolud, globaalsed keskkonna muutused tulevikus ja uued süvamere ressursid.
Missioon

• Seismoloogilise valdkonna jälgimine ja vahetu proovide võtmine. Maavärinate uurimine nõuab mõõdistusi, vahetuid vaatlusi , proove ja jälgimisi maa all ja mandrilaamade piirialadel. Kuna CHIKYU suudab puurida seismilisse alasse, siis ta on tähtis tööriist, et kätte saada nii üliolulist informatsiooni.
• Elu uurimine maakoores ja mere põhjas. Üüratu mikroobide hulk elab maakoores ja nad on täiesti erinev biosfäär kui see, mis on maapinnal. Nende mikroobide uurimine äärmuslikus keskkonnas võib lahendada elu päritolu ja evolutsiooni küsimuse Maal.
• Maa sisekihtide uurimine. CHIKYU peamine eesmärk on tungida läbi maakoore, kuhu keegi ei ole veel jõudnud.
• Globaalsete keskkonnaprobleemide põhjuste uurimine. Selliste avastuste detailsed kirjeldused võimaldavad mõista globaalsete muutuste mehhanisme ja ennustavad tulevaid muutusi.

Pikkus
210 m
Tala
38.0 m
Sügavus
16.2 m
Süvis
9.2 m
Bruto kandevõime
57 087 tonni
Seilamiskiirus
Max. 12 sõlme
Ulatus
Max. 14,800 meremiili
Majutus
150 inimest
Peamine energia tekke süsteem
Diisel mootorid : 1,250kw × 4

3. Uurimislaev NATSUSHIMA

NATSUSHIMA ehitati aastal 1981. See laev suudab läbi viia laialdasi uuringuid ja vaatlusi süvameres ja kaevikulistes alades. Seda tehakse paigaldades sügavale ulatuv pukser . See näitab pealiskihi topograafiat, kihtide topograafiat ja merepõhja geoloogilist struktuuri.
Missioon

• Merepõhja topograafia uuringud
  
• Süvamere põhja strukturaalsed uuringud
  
• Merepõhja setete kogumine
  
• Sõltumatud okeanograafilised uuringud, seismoloogia installatsioon ja kogumine
  

Pikkus
67.3 m
Tala
13.0 m
Sügavus
6.3 m
Süvis
5.0 m
Bruto kandevõime
1739 tonni
Seilamiskiirus
Umbes 11 sõlme
Ulatus
Umbes 10,800 meremiili
Majutus
55 (37 meeskond , 8 HYPER -DOLPHIN tugi personal, 18 uuringute personal)
Peamine käivitus süsteem
Diisel mootor: 625kw × 2
Peamine käivitus meetod
Vint sõukruvi × 2

4. Uurimislaev KAIYO

KAIYO ehitati aastal 1985 ning teda kasutati veealuste operatsioonide laevana New Seatopia projektis, mis tõi kaasa eksperimente süvamere küllastus sukeldumistel ja täitis arvukaid operatsioone kõrgemääralise täpsusega kuni 1990. aastani. Teda kasutati peamiselt veealuste uuringute laevana, mis peamiselt kandis välja merepõhja struktuuri uuringuid.
Missioon:

• Toetus uurimissukeldumised süvamerepõhja uurmissüsteemile DEEP TOW
  
• Süvamerepõhja strukturaalsed uuringud
  
• Merepõhja topograafia uuringud
  

Poolsukeldumise katamaraan: KAIYO on poolsukelduv katamaraan või vaal-tüüpi laev. See on minimaalselt mõjutatud lainetest, lubades teha tööd pardal ohutult ja tõhusalt. Teki pind tagab tööruumi ulatuslikele eksperimentide ja vaatlusinstrumentikale.
Dünaamilise asukoha määramise süsteem: Mõjutatud lainetest, tuulest ja ookeani hoovustest on KAIYO võimeline iseseisvalt asukohta parandama vastavalt infole, mis tuleb GPS süsteemist ja akustilisest automaatvastuvõtjast.
Ookeanipõhja seismomeetria refraktsiooni meetodi süsteem: KAIYO on varustatud selle süsteemiga, et analüüsida merepõhja struktuuri. Saadud infot analüüsides on võimalik maakoore struktuuri detailselt paika panna kuni mitmeid kilomeetreid allpool pinnakihti.
New Seatopia projekt: See oli sukeldumiseksperimentide seeria , mis algas 1985 ja aastal 1988 õnnestus sukeldujal teostada sukeldumistest sügavusel 300 meetrit. Viimane test toimus 1990. aastal.

5. Ookeani uurimislaev MIRAI

MIRAI on kunagise tuumaenergia jõul liikuva laeva MUTSU konvektsioon. Laeva reaktor eemaldati 1995, osad mida ei kasutatud võeti lahti ja 1996. aastal toimus laeva uuestisünd MIRAI-na. MIRAI on varustatud suurepärase navigatsioonivõime ja jääle vastupanuga. Laev suudab juhtida pikaajalisi vaatlusi suurtel aladel ning teda kasutatakse okeanograafilisteks uuringuteks Arktikilise ookeani, Vaikse ookeani ja India ookeani subtroopilistes ja subarktilistes piirkondades. Loodetakse et MIRAI täidab samaaegselt arenenud ookeani põhise keskuse rolli kui ka erinevate mereliste ja maiste andmete ülekande baasi funktsiooni.
Missioon

• Ookeani termilise süsteemi kindlaks määramine. Ookean kontrollib Maa termilist tasakaalu läbi atmosfääri ja merevee tsirkulatsiooni kuumuse muutumise. Muutused vee temperatuuris ja ringluses võivad põhjustada kõrvalekaldeid ilmastiku tingimustes ja kliima muutustes. MIRAId kasutatakse mehhanismide selgitamiseks, mis kaasnevad muutustega ookeanis.
  
• Ookeani materiaalse tsirkulatsiooni lahendamine. Suurenenud atmosfääri CO2 põhjustab globaalse soojenemise suurenemist .
  
• Ookeani ökosüsteemi lahendamine. Ookeani ökosüsteem, mis koosneb organismidest nagu plankton , arvatakse mõjutavat ülemaailmset keskkonda. MIRAId kasutatakse selle suhte klaarimiseks.
  
• Merepõhja dünaamika lahendamine. Morfoloogiat ja merepõhja struktuure õppides saame selgust minevikus toimunud keskkonna muutustele ja ookeanide taimestiku liikumisele.
  
• Ookeani vaatluspoide positsioonidele paigutumine. 18 poid on paigaldatud üle piirkonna, mis ulatub Vaikse ookeani lääneosast India ookeanini.
  

Karakterid:
Suur laev on võimeline teostama vaatlusuuringuid suurtel aladel rasketes ilmastikuoludes. MIRAI on üks suurimaid uurimislaevu maailmas. Varustatud hübriidi tüüpi külgõõtsumist takistava süsteemiga ja on jäälõhkuja struktuuriga. Laeval on võimalik läbi viia uurimistöid Arktilises ookeanis. Lisaks varustatud laialdase vaatlusinstrumentikaga: Olemas Doppleri radar. MIRAI on võimeline kandma laialdast vaatlustehnikat, sealhulgas 14 suurt poid ning suuri veeproovide kogujaid ja kolbe.

6. Toetuslaev YOKOSUKA

Toetuslaev YOKOSUKA teostab süvamerepõhja uuringuid, olles toeks SHINKAI 6500-le, suurele allveeuuringute sõidukile. SHINKAI 6500 on võimeline sukelduma maksimaalsele - 6500 m - sügavusele. Lisaks sellele on laeval erinevad omadused, et uurida süvamere pinnakihti, murrangute topograafiat ja geoloogilist struktuuri. Teda on võimalik kasutada ka laialdasteks süvamere ja ookeani kaevikute uuringuteks ja vaatlusteks.
Missioon

• Toetusuuringutega sukeldumine mehitatud allveelaeval SHINKAI 6500
  
• Toetusuuringud sukeldudes 4000 m sügavusele DEEP TOW-ga
  
• Merepõhja topograafia uuringud
  
• Aluspõhja profiili tegemine
  
• Geofüüsilised uuringud
  
• Merepõhja setete kogumine
  
• Struktuursed süvamerepõhja uuringud
  
• Seismomeetrite paigaldamine ja kogumine
  

Veealuse kommunikatsiooni varustus : YOKOSUKA-l on varustus, et suhelda SHINKAI 6500-ga tema uuringute ajal. See kommunikatsiooni varustus kasutab helilaineid et teha ülekannet. Angaar : YOKOSUKA-l on ebatavaliselt suur angaar temasuguse laeva kohta. Angaar on 9 m pikk, 2 m lai, 3 m kõrge ning seda kasutatakse SHINKAI 6500 majutamiseks ja remontimiseks.
Pikkus
105.2 m
Tala
16.0 m
Sügavus
7.3 m
Süvis
4.7 m
Kandevõime
4439 tonni
Seilamiskiirus
Max. 16 sõlme
Ulatus
Max. 9,500 meremiili
Majutus
60 (45 meeskond, 15 uuringute personal)
Peamine käivitus süsteem
Diisel mootorid: 2,206kW × 2
Peamine käivitus meetod
Vint sõukruvi × 2

7. Süvamere uurimislaev KAIREI

Süvamere uurimislaev KAIREI viib läbi merepõhja uuringuid kaevikute piirkonnas ning on tugilaevaks KAIKO 7000-le, mis on suuteline läbi viima uuringuid maksimaalselt 7000 m sügavusel.
See sõiduk viib läbi ka süvamerepõhja struktuuri uuringuid keeruliste geograafiliste vormidega subduktsiooni piirkonnas, kasutades selleks pardal mitme kanalist peegeluuringu süsteemi. Varustatud laialdaste funktsioonidega, et õppida pinnakihi topograafiat, kihtide topograafiat ja merepõhja geoloogilist struktuuri. Sõiduk on võimeline läbi viima keerukaid uuringuid ja vaatlusi süvameres ja kaevikute piirkonnas.
Missioon

• Operatsioonid 7000 m sügavusel meres KAIKO 7000-ga
  
• Toetusuuringud 4000 m sügavusel merepõhja uuringu süsteemiga DEEP TOW
  
• Merepõhja topograafia uuringud
  
• Aluspõhja profiili tegemine
  
• Geofüüsilised uuringud
  
• Merepõhja setete proovide kogumine
  
• Süvamerepõhja strukturaalsed uuringud
  

• Seismomeetrite paigaldamine ja kogumine
  

8. Uurimislaevad HAKUHO MARU ja TANSEI MARU

HAKUHO MARU toodi üle Tokyo Ookeani Uuringute Instituudi ülikoolist koos TANSEI MARU-ga 2004. aastal. HAKOHU MARU on suuremõõtmeline uurimislaev varustatud mitmete uurimistööde laboritega ja vaatlusvarustusega, sealhulgas vintsidega. Laev on võimeline läbi viima pikaajalisi, pikaulatuslikke, mitmeotstarbelisi uurimiskruiise üle maailma, nii ranniku kui avamere vetes, kaasaarvatud polaaraladel. TANSEI MARU rakendatakse laialdastel ookeanipõhja uuringutel, peamiselt Jaapanit ümbritsevates vetes.
Mõlema laeva missioon

• Mereelustiku uuringud, geofüüsilised ja geokeemilised ning seismoloogilised uuringud
  

HAKOHO MARU
Arenenud uuringute abivahendid ja varustus: Laev on varustatud laialdase arenenud uuringute abivahendite ja varustusega.
Kümme uurmistööde ruumi: Laeval on kümme uuringuteruumi, neid kõiki kasutatakse erinevat tüüpi uuringute jaoks. Näiteks ruum number 7 on märg uurimisruum, mis on otseselt seotud ahtri vaatlustega ja operatsiooni tekiga, mis on ehitatud merevee töötlemiseks ja sete proovide jaoks.
TANSEI MARU
Kõrge täpsusega asukoha määramine: TANSEI MARU on esimene laev omasuguste seas, mis on kohaldatud hübriid navigatsiooni süsteemiga. See navigatsiooni süsteem tagab iseloomuliku täpsuse laeva asukoha määramisel, see on hädavajalik uurimisretkedel ja laseb TANSEI MARU-l tagada kõrgetasemelise toimimise ookeani uuringutel. Mitmekülgsed uuringute ruumid: Uuringute ruum TANSEI MARU pardal on mugavalt paigaldatud laeva keskme lähedale ja omab otseselt ligipääsu ahtri vaatluste ja operatsiooni tekile , mis tähendab, et ülesanded saavad tehtud kõrgetasemelise kasuteguriga. ( http://www.jamstec.go.jp/e/about/equipment/ships/index.html )

9. Uurimislaevad ARANDA ja SALME

Aranda oli hoovuseenergial töötav Soome laev, mis oli üks esimesi laevu, mis hakkasid tegutsema Stockholmi ja Soome vahel isegi jääoludega. Hiljem kasutati seda arhipelaag meres kui reisijate laeva keerukates oludes. See laev oli sõjahüvitis, mis maksti Soviet' liidule peale II maailmasõda.
Teine ja kolmas Soome laev, samuti nimega Aranda, olid mereväe uurimislaevad. Kolmas Aranda on jäälõhkuja. Kuigi ta pole sobilik kõikidesse mereuuringutesse, siis madal süvis – 5m – lubab tal seilata erinevates keerulistes kohtades ning ta on seilanud Antarkita vetes ja Arktilises ookeanis, lisaks tema tavapärased operatsioonid Balti meres. Laev on registreeritud Soomes. Suudab peale võtta 25 – 30 uurijat . Maksimaalne operatsiooni kestvus on 60 päeva. ( http://en.wikipedia.org/wiki/SS_Aranda )
SALME on TTÜ uurimislaev. Ta on täiesti tänapäevaselt varustatud, mahutab 12 teadlast lisaks meeskonnale. Teadusetegemiseks avanevad võimalused alates meregeoloogiast ja -füüsikast merebioloogia ja -keemiani. Laevalaborites tehakse keemilisi ja bioloogilisi veeproovianalüüse. Muidu peaks riiklikku seiret tehes kogu aeg edasi-tagasi käima, võtma veeproove ja viima need maale laborisse. Vibropuuri kasutades saab teha näiteks geoloogilisi liivauuringuid sadamatele. Õppetegevuses pakub uurimislaev kasutust eelkõige maateaduste magistrantidele-doktorantidele. (Õpetajate Leht, 18.september 2009)

Kokkuvõte

Nagu töö käigus selgus, siis uurimislaev on laev, mis on kujundatud ja varustatud läbi viima uurimistöid merel. Uurimislaev edendab mitmeid ülesandeid. Osad neist on kombineeritud ühte tavalaeva, teised vajavad spetsiaalset erilaeva. Maailmas on ligikaudu 800 uurimislaeva.
CHIKYU-l on maailma kõige arenumad puurimisvõimed (kuni 7000m sügavusele). CHIKYU peamine eesmärk on hõlbsustada laialdasi tegevusalasi, et panustada inimeste tulevikku. Sinna alla kuuluvad hiiglaslike maavärinate tekkemehhanismi paljastamine, elu päritolud, globaalsed keskkonna muutused tulevikus ja uued süvamere ressursid. NATSUSHIMA suudab läbi viia laialdasi uuringuid ja vaatlusi süvameres ja kaevikulistes alades.
Uurimislaev KAIYO ehitati aastal 1985 ning teda kasutati veealuste operatsioonide laevana New Seatopia projektis, mis tõi kaasa eksperimente süvamere küllastus sukeldumistel ja täitis arvukaid operatsioone kõrgemääralise täpsusega kuni 1990. aastani. Teda kasutati peamiselt veealuste uuringute laevana, mis peamiselt kandis välja merepõhja struktuuri uuringuid.
MIRAI suudab juhtida pikaajalisi vaatlusi suurtel aladel ning teda kasutatakse okeanograafilisteks uuringuteks Arktikilise ookeani, Vaikse ookeani ja India ookeani subtroopilistes ja subarktilistes piirkondades.
Toetuslaev YOKOSUKA teostab süvamerepõhja uuringuid, olles toeks SHINKAI 6500-le, suurele allveeuuringute sõidukile. Lisaks sellele on laeval erinevad omadused, et uurida süvamere pinnakihti, murrangute topograafiat ja geoloogilist struktuuri. Teda on võimalik kasutada ka laialdasteks süvamere ja ookeani kaevikute uuringuteks ja vaatlusteks.
Süvamere uurimislaev KAIREI viib läbi merepõhja uuringuid kaevikute piirkonnas ning on tugilaevaks KAIKO 7000-le, mis on suuteline läbi viima uuringuid maksimaalselt 7000 m sügavusel.
Referaadi eesmärk sai täidetud ning selgeks sai uurimislaevade olemus ja tähtsus. Lähemalt kirjeldasin ka üheksat uurimislaeva, mil on täita erinevad ülesanded.

Kasutatud allikad

• http://www.jamstec.go.jp/e/about/equipment/ships/index.html
  
• http://en.wikipedia.org/wiki/Technical_research_ship
  
• http://en.wikipedia.org/wiki/Research_vessel
  
• http://en.wikipedia.org/wiki/SS_Aranda
  
• Õpetajate Leht, 18.september 2009. Urmas Lips ei kahtle: Eesti on mereriik .
  

14