1st Trial of UCTD operation on R/V Mirai

1. 「みらい」 MR13-03
Underway CTD 試験観測結果速
報
谷川・茂木（ leg 1 ）・
横井・勝俣（ on board ）
& Supported by EMS MWJ, GODI
2013/06/26 チーム会合

2. 2013/06/26 チーム会合
OUTLINE
UCTD 概要紹介 Introduction of UCTD system
MR13-03 UCTD 試験観測の目的 Purpose
UCTD 構成パーツの概要 UCTD components
一連の観測手順の紹介（動画） Movie
データ検証 Data check
まとめ Summary
将来のための追加購入アイテム Items required

3. 特徴
Introduction of UCTD system

4. moving vessel repeatable operation data accuracy manpower
CTD: × ◎ ◎
×
XCTD: ◎ × × ◎
UCTD: ○ ◎ ○ (6○ 名：将来 4 名？ )
UCTD, CTD, XCTD 比較
UCTD 長所 :
航走しながら、 XCTD よりも高い精度で繰り返し観測可
UCTD system can get good-quality Temp & Salinity profile
rom moving vessel with repeatable operation

5. conductivity (S/m) Temp （℃） depth （ dbar) salinity
(psu)
resolution: 0.0005 0.002 0.5 0.005
accuracy （ raw data ） : 0.003 0.02 4
0.3
Accuracy （ processed ） : 0.002~0.005 0.004 1 0.002~
0.005
range : 0~9 -5 ~ 43 0~2000 0~42
UCTD Accuracy etc
Ship speed (kt) Operation time （ min: including rewinding & data-
downloading ）
200m: 12 25
500m: 10 30
1000m: 2 30
UCTD obs: max ship speed & time needed
XCTD<<UCTD<CTD
CTD<<UCTD<XCTD
* XCTD: 1000m-10kt

6. 目的
Purpose

7. # UCTD 観測の基礎手順の確立
establish UCTD operation method on R/V Mirai
# データ初期チェック（スパイク、 CTD との比較）
Data check, comparison with CTD
# 様々な運用に向けた確認（連続 cast 、閉曲線、夜間観測）
Pilot operation such as continuous cast, closed line obs, night-time obs.

8. UCTD 構成パーツの概要
UCTD components

9. パーツ概要
主要パーツ：
1.リワインダー
2.プローブ・テールスプール
3.ウィンチ
4.ダビット・ターンテーブル
5.電源 BOX
サブパーツ：
1.プローブ回収時保護カバー
2.プローブ用一時保管ソケット
その他アイテム：
1. 船体への取り付け金具
2. カバー・防水シート・電源用防水ビニール
3. ストップウォッチ

10. 主要パーツ１：リワインダー Rewinder
# ラインを巻く
# プローブと連結するテールスプールにラインを巻いていく

11. 主要パーツ 2 ：センサープローブ・テールス
プール
Sensor probe & tail spool
# Tail spool ：ラインを巻く
# 連結してから投入
# Sensor probe ： T, S, P センサーを内蔵
Magnet switch:
remove: start measurement
insert: stop measurement & bluetooth communication
(automatically sleep after 3 min. with no-command)

12. プローブとテールスプールの連結
Connection bet. Sensor probe & tail spool
突起と穴が合うようにまわしながらはめる
はめた後に、ボビンの白いボタンが、プローブの磁石の部分と同じライン上になるようにま
とりはずしは、ボビンの白いボタンを押して、回転させる

13. データ吸い出し・処理用 PC
Laptop for data download & procedure
# プローブと PC は Bluetooth で通信する
# データ吸い出し・処理用の SBD 社製ソフトをインストールする
# OS ： windows XP, windows 7
# Bluetooth 内蔵ノート PC が望ましい
（非内蔵型ならば UCTD 通信用 USB アダプタを使用）

14. プローブ充電
Probe power charge
マニュアルには 4V 以上充電しないようにと記載されているが、
正しくは 8.0V 以上にならないようする
自動的に充電を終了する機能はないが、過充電防止機能はある
充電 ]
前回充電時より３０キャスト経過するか、電圧が 7.0V 未満となったら充電する
電圧は、 PC ”を接続して dv” コマンドで監視する。 ESP で監視終了
必要に応じて、データ回収後に充電を行う
方法 ]
プローブのテールのカップリングを専用 6 角レンチで外す
チャージピンのゴム製ダミープラグを外す
”チャージピンの近くに +” ”と -” ”の表示があるので、赤色コネクターを +” 、黒色コネクター
-” に接続する。
充電には 2 から 4 時間かかる

15. 主要パーツ 3 ：ウィンチ Wintch
# プローブ投入時：クラッチを切って、プローブを自由落下させる
# プローブ巻き上げ時：クラッチを接続して、内蔵モーターでプローブを巻き上げる
# 通常は電動でモーター駆動。モーター故障時には、手動で巻き上げる方法も有る

16. 主要パーツ 3 ：ウィンチ Wintch
ウィンチ側面の操作ボタン・スイッチ類
ウィンチ背面の手動ブレーキ

17. 主要パーツ 4 ：ダビット・ターンンテーブ
ル
Davit & Turn-table
# プローブ投入時：ダビットを投入側（ MR13-03 では、船尾＝海側）に向ける
# リワインディング時：ダビットを投入時と反対方向（ MR13-03 では船首方向）に向ける
投入位置 リワインディング位置
ターンテーブルの黒い突起物を引っ張って９０度まわす
ことによって、ダビット一式が回転する。回転が完了した
突起物を逆にひねって元に戻して固定する。

18. 主要パーツ 5 ： Power BOX
# 船から電力を取得し、ウィンチとリワインダーに
電力を供給する
# 船の電源は、 100V もしくは 220V
ボックス内に予備ヒューズあり
船体の電源と電源 BOX をつなぐアダプターを
別個に用意（ MR13-03 では MWJ より借用）

19. サブパーツ 1 ：プローブ回収時保護カバー Probe
Cover
# プローブ回収時に、プローブが船体付近に到達したら、ラインに差し込んで落下させ、
プローブを船体に接触しないように保護する
# ライン差し込み時に怪我をしないように注意する

20. サブパーツ 2 ：プローブ用一時保管ソケッ
ト Probe Socket
# プローブが on deck 時に保管する
# 清水（ミリ Q ）で７割程度満たすようにする（センサー洗浄のため）

21. その他アイテム 1 ：船体への取り付け金具
Attachment part
# ターンテーブルと船体をとりつける
# 取り付け位置の形状に合わせて、作成する。
# 納期は約 1 ヶ月。事前の船体下見が必要。
2,3 cast 実施するとボルトがゆるむので、毎日ボルトの確認が必要

22. 動画で作業の観測の流れを紹介
（茂木さん作成）
Movie by Moteki-san

23. 一つ一つの操作はシンプル ; Simple operation
手数は多いので、ケアレスミス防止策が必要 : Avoid careless-mistake at each step
（ログシートに確認事項や手順を掲載）
ウィンチには警告ランプなどが一切ないので事前点検を毎回行う : Need pre-checkou
ウィンチ発熱の問題は発生せず（ 500mx3 回 OK: ただし 40℃ 以上になる） : Winch O
夜間作業も大きな問題なし（テールスプールに蛍光塗料？） : Night-time operation O
データ吸い出しはアッパーデッキで行う（プローブをドライラボに毎回移動するの
好ましくない）。防水・頑丈なノート PC が必要 : Need touch-laptop
波高 2m でも問題無し ; Operation under 2m-wave-height condition: OK
不具合発生時のために着水などの様子を記録 : Need Picture & movie recording
観測作業のまとめ Summary

24. Log-sheet

25. データ検証
Data check

26. 観測ステーション UCTD Station
Station/Cast Time (UYC) lat lon depth (m) ship speed (drop, recovery :kt)
-- レグ 1--
P001C1: 2013/06/04 31 01.18N 140 47.67E 200 6.9, 2.0 * ダミープローブ使用
001C1: 2013/06/04 30 48.55N 140 45.61E 200 7.1, 2.0
002C1: 2013/06/04 30 43.33N 140 44.68E 200 10.0, 5.0
002C2: 2013/06/04 30 39.22N 140 43.81E 200 10.0, 6.0
002C3 2013/06/04 30 31.80N 140 41.77E 200 10.0,7.0 * データ記録無し（原因不明）
003C1 2013/06/05 25 58.87N 138 58.54E 200 11.7,8.0
003C2 2013/06/06 25 53.90N 138 56.31E 200 11.5,9.0
003C3 2013/06/05 25 48.30N 138 54.27E 200 11.7,9.8
004C1 2013/06/05 25 42.90N 138 52.24E 500 9.9,10.1
005C1 2013/06//06 21 27.42N 137 08.10E 500 9.8,9.8
005C2 2013/06/06 21 19.84N 137 05.26E 500 9.5,10.1
005C3 2013/06/06 21 12.58N 137 02.51E 500 9.7,9.8
P002C1: 2013/06/07 15 06.23N 135 12.00E 200 11.5,115 * 夜間、ダミープローブ使用
006C1: 2013/06/97 15 01.70N 135 00.50E 200 11.6,11.5 * 夜間
007C1: 2013/06/08 12 58.57N 135 00.27 E 800 1.9,1.9 * CTD1000m の直後
-- レグ 2--
008C1: 2013/06/24 12 00.38N 134 59.99E 500 * CTD500m の直後
009C1: 2013/06/25 500 * CTD フレームにプローブ取り付け
001
002
003
004
005
006
007
008

27. プロファイル（ down/ データ処理後 1db 平均）
Salinity spike: ~0.005
Very high descent rate （ 16m/s ）

28. Salinity spike < 0.005

29. 落下速度の極小に塩分スパイクが対応していないケースが多い
（落下速度極小以外でも塩分スパイク有り）

30. Distance between each cast ： ~12km
塩分の値が各キャストで異なる

31. Distance between each cast ： ~10km

32. Upper layer: low salinity
20-30m 間隔で落下速度が増減
テールスプール一巻き分の長さに相当
（ラインの繰り出し位置によって落下速度が変
化）

33. Upper layer ： low salinity

34. CTD との比較
Comparison to CTD

35. UCTD 007C01 & CTD just before （ 2km distance/0.5 hour time difference)
Solid line ： UCTD
Dotted line ： CTD
Descent rate （ for UCTD ）
Temperature
Salinity
深度方向に
5-10m 程度ずれる
圧力センサー異常？
or 自然現象
CTD にはないピーク＆落下速度（小）
→ T/C センサー応答速度差を補正しきれないための
みかけの塩分ピーク
深度方向に
5-10m 程度ずれる
Similar in
gross feature

36. Station 007C01: 0-100m 拡大
descent rate
conductivity
density
Temperature
Salinity

37. Leg2 定点観測 : Station 008C01 & CTD just before (1.5km) 横井さん作図
層と下層でズレの傾向が反対（圧力センサー異常だとしても、少なくとも単純な圧力のバイアスではな
CTD: red
UCTD: blue

38. Station 009C01 （ UCTD probe on CTD frame: Same time & location obs. ） MWJ 松永さん作図
水温：
全層で
よく一致している
電気伝導度：
190-240m で 2,3m
のズレ、他は良く
一致
0-500m
0-200m 拡大
CTD/UCTD 同時
観測でズレが微少
→ センサーは OK
→ 連続観測時の
ズレは自然変動
が原因
Very similar
especially for T
Temp
Conductivity___

39. まとめ
Summary

40. 「みらい」場甲板での運用手順は確立 Basic method is established
＃ 夜間観測も問題なし（将来：テールスプール蛍光塗料を塗る？）
” ＃ 将来：より少人数化（ 2 名＋甲板部 4 ” ”名 から 1/2 名＋甲板部 1-2 ”名 へ）
＃ 係船甲板での実施（防塩・防水対策後）
落下速度は通常の値（ 3m/s-4.5m/s ）なら見かけ上の塩分スパイクはわずか
（スパイクがあっても公称精度以下の振幅）
Very small salinity spike for descent rate (3-4.5m/s)
CTD-UCTD 連続観測時にピークの深度が 5-10m ずれるケースがあるが、
同時観測ではそのようなピークは見られない。
Very similar profile bet. UCTD & CTD on same time & location observations

41. 追加購入アイテム

42. テールスプール＆スイッチ磁石の予備

43. 防水ノート PC (win7/Bluetooth/ 無線 LAN 有り）
Toughbook CF-19RW1ADS or CF19RR1ADS
(win7/4GB/320GB/Bluetooth/ 無線 LAN)
PC/ プローブ / プローブ緩衝材の格納用ケース

44. 専用防水カバー 1 式（ MR13-03 は市販ブルーシートで代
用）
# 観測中断時は、専用のカバーを被せる
# ウィンチは防水使用だが、豪雨が予想される場合は、防水シート（市販のブルーシート等
で全体を囲み、 UCTD 一式の下部を含めて防水対策をする
# 電源暴露部（船体電源接続個所、電源 BOX ）に防水のために市販のビニール等を被せる

45. 先端リング作成練習用ライン
専用ニードルを使用
定期的に練習しないと作成方法を忘れる
1 人 1 回 0.5m 必要 -> 100m/yr
安価な同タイプの物で代用可能？
リング作成動画（茂木さん）

46. 防水ヘッドランプ
e.g., パナソニック ワイドパワー LED 防水ヘッドランプ BF-270P
防水＆夜間視認性にすぐれたストップウォッチ：
e.g., CREPHA デジタルストップウォッチ 日常生活防水仕様 30LAP メモリー
バックライト付き ブラック TCE-118-BK
# テールスプールに蛍光塗料を塗る or 反射テープを取り付ける
夜間観測
のために

47. 今年度の UCTD 観測プラン
# 新規購入分が 7 月に納品予定
# 年度末「みらい」航海で使用可能