Lämpötila-suolaisuusluotain - CTD
CTD on yksi meritieteen tärkeimmistä mittalaitteista. Sillä mitataan veden lämpötilaa ja suolaisuutta pinnasta pohjaan. Nämä suureet antavat paljon tietoa meren tilasta – sen fysiikasta ja kemiasta. Laitteen mittaustulokset ovat myös tuki- ja taustatietoina lähes kaikessa merentutkimuksessa.
CTD-lyhenne tulee englanninkielisistä sanoista conductivity, temperature ja depth. Lyhenne on hieman epälooginen, sillä CTD-luotain mittaa kyllä meriveden sähkönjohtokykyä (conductivity) ja lämpötilaa (temperature), mutta syvyyden (depth) sijaan se mittaa painetta. Suolaisuus ja syvyys voidaan laskea näiden mitattujen suureiden avulla. Lisäksi voidaan määrittää esimerkiksi meriveden tiheys sekä äänennopeus vesimassassa.
CTD-luotaimia on eri kokoisia. Pieni CTD-luotain lasketaan käsin kiinnitysköyden varassa laivan tai veneen laidalta mereen. Tällaisten luotainten nostamiseen ja käyttämiseen riittää yksi ihminen. Suurimpia CTD-luotaimia taas liikutellaan vinssillä ja puominostureilla. Tutkimusalus Arandalla käytettävä iso CTD on kehikkoineen 1,4 metriä korkea ja painaa noin 180 kg ja se lasketaan mereen hydraulisella vaijerivinssillä tietoa siirtävän vaijerin varassa. Myös autonomisesti tai etäohjauksella liikkuvissa merentutkimuslaitteissa on usein CTD-mittalaite, kuten Argo-poijuissa ja liitimessä.
CTD:ssä käytetään nopeasti muutokseen reagoivia antureita, koska meren ominaisuudet voivat muuttua lyhyelläkin syvyysvälillä huomattavasti. Mittaustarkkuus ja mittaustiheys riippuvat laitteesta. Esimerkiksi Arandalla käytetty CTD tekee useita kertoja sekunnissa tarkkoja mittauksia (n. 2 cm välein) meriveden ominaisuuksista.
CTD:hen on mahdollista kytkeä useita erilaisia lisäantureita, jotka mittaavat esimerkiksi happipitoisuutta, levien määrää sekä valoa meressä. Laitteistoon voidaan liittää myös vesinäytteenottimia. Tutkimusalus Arandan CTD:ssä on 12 vesinäytenoudinta, jotka voidaan laukaista halutuilla syvyyksillä. Näin saadaan kerättyä vesinäytteitä meren eri kerroksista.
Mittaustuloksia käytetään meren tilan seurannassa. Niistä selviää meressä tapahtuva vuodenaikaisvaihtelu, meriveden kerrostuneisuus ja veden liikkeet. Lisäantureilla saadaan tietoa mm. merenpohjan hapettomista alueista ja rehevöitymisestä. Mittaustulokset ovat myös muun merentutkimuksen tuki- ja taustatietoja. Vesinäytteistä voidaan mm. selvittää, esiintyykö hapettomilla alueilla rikkivetyä, määrittää ravinnepitoisuuksia tai tutkia meressä olevien levien lajijakaantumaa.
Ilmatieteen laitos vastaa tutkimusalus Arandalla käytettävästä CTD-laitteistosta ja laivalta tehtävästä Itämeren tilan fysikaalisesta seurannasta. Lisäksi Ilmatieteen laitoksen CTD-luotaimia käytetään mm. merivartioston aluksilla sekä ns. kiinteillä asemilla, jotka ovat tasaisesti pitkin Suomen rannikkoa olevia havaintopisteitä. Ilmatieteen laitoksen autonomiset mittalaitteet tekevät myös CTD-luotauksia.
1.7.2021