Ученый из Университета штата Орегон использует волоконную оптику для измерения воды и воздуха

Ученые из Университета штата Орегон (OSU) применяют волоконно-оптические технологии для изучения температуры воды, потоков воздуха и динамики таяния снега. Технология, называемая распределенным температурным зондированием (DTS), использует стандартные оптоволоконные кабели для измерения температуры с интервалом в один метр на расстояниях свыше 10 километров. Интенсивный лазерный импульс отправляется по волокну, а его температура вычисляется по отраженному свету: чем теплее волокно, тем больше возвращается сине-смещенного света.

Эта методика позволяет исследовать процессы, ранее остававшиеся невидимыми, такие как взаимодействие поверхностных и подземных вод или ночные потоки холодного воздуха в долинах. Как отметил профессор Джон Селкер, пионер в новом применении этой технологии, сегодня возможно мониторить изменения температуры с разрешением более чем в 10 000 раз выше, чем несколько лет назад.

Результаты полевых испытаний в экспериментальном лесу Х. Дж. Эндрюс в Каскадных горах (Орегон) опубликованы в журнале Eos, Transactions, American Geophysical Union. В ходе экспериментов участники использовали мешок со льдом, помещенный в ручей, и с помощью DTS отслеживали распространение импульса холодной воды. Это позволило картировать невидимую подрусловую часть потока, которая часто содержит больше воды, чем течет на поверхности. Еще одна установка с перекрещенными оптоволоконными кабелями в долине фиксировала динамический поток холодного воздуха, несущего CO₂, выдыхаемый лесом. Технология уже помогает фермерам анализировать системы орошения, гидрологам — оценивать подземные воды, а геологам — документировать температуру снежного покрова.