随着五大湖水位升至历史新高，远程监控水流和 波浪变得越来越重要。
麦基诺海峡的海流以其波动性而闻名；他们有 几千年来，美洲原住民和航海者都推着桦树皮独木舟 偏离航线并迫使湖货船搁浅。
水流也是连接密歇根湖和 休伦湖。监测海峡和整个伟大海峡的海流和波浪 湖泊——科学家、市政管理者、航运业、 环保人士和政府机构。
2019年5月下旬，海峡水面平静，只有风和船的波动 一觉醒来，在一个阳光明媚的日子。登上 S/V Osprey，足球比赛结果的其中一艘 测量船正在进行测试，以测量从 临时安装的高频雷达天线。
在麦基诺海峡访问期间，Lorelle Meadows 院长帕夫利斯荣誉学院经过培训的海洋学家，以及盖伊·梅多斯，创始人五大湖研究中心(GLRC) 和可持续海洋工程罗宾斯教授进行了 专门针对复杂地图进行调整的陆上高频雷达系统的首次测试 五大湖目前的模式。
五大湖几何
Lorelle Meadows，Pavlis 荣誉学院院长，从事高频雷达研究 几十年来。
高频雷达是一种岸基遥感系统，用于测量电流 通过在水面上发送低功率电磁脉冲来实现近海。
电磁波产生于海岸线，与海洋表面相互作用 波，使雷达信号散射。通过测量从 海浪返回雷达天线，研究人员能够绘制速度和 底层电流的方向。
高频雷达尚未作为测量电流的常规工具实施 在五大湖中，因为与盐水相比，电磁脉冲 旅行较短的距离。高频雷达在 6 至 6 小时之间的淡水中工作 八公里（约四到五英里）。在海岸线狭窄的地方，几何形状 使高频雷达更加有效，并且在该地区有很多这样的位置 五大湖。
麦基诺海峡，密歇根湖和休伦湖在塔楼下交汇 这座五英里长的桥梁以其不可预测的水流和风而闻名。 海峡的瓶颈因货轮运输和渡轮而变得繁忙。 接送游客往返著名的麦基诺岛。五大湖不仅提供 航道，但超过 3000 万美国人依赖湖泊饮用 水。
“五大湖区为我们提供饮用水的许多基础设施都位于 距离海岸线几英里，”洛雷尔·梅多斯说。 “这样的系统可能是 在不同的战略地点都具有价值。我可以想象它在休伦湖南部 休伦港和萨尼亚附近、底特律河或芝加哥海滨——任何地方 您想要深入了解洋流的移动方式。”
麦基诺海峡的高频雷达
使用麦基诺海峡高频雷达收集的数据，再加上 现有的浮标数据为科学家、市政管理者、航运业、环保主义者、 和政府机构更好地了解海峡臭名昭著的湍流。
2019 年 5 月，在五大湖观测系统 (GLOS) 的资助下，Lorelle Meadows 科学家团队临时安装了两台 14 英尺 CODAR SeaSonde 高频探测器 雷达天线，位于麦基诺桥以西的海峡两侧。 由于其规模庞大，这座桥有可能会干扰 与雷达信号；现场测试证明桥梁没有直接干扰， 推动雷达项目的可行性向前迈出了一大步。
沿着桥的影子漂流，特拉维斯·怀特，GLRC 的研究工程师，坐在“鱼鹰”号的掌舵位置，确保该船保持稳定 沿着航路点的精确轨迹来测试雷达信号。迈克·加西亚，系统 CODAR 海洋传感器工程师在双向无线电中与 Lorelle Meadows 谈论了 雷达信号的强度。
Hayden Henderson ‘19 左，CODAR 系统工程师 Mike Garcia 设置航路点 测试高频雷达系统。
与提供单点测量的浮标不同，高频雷达天线 使用与水面相交的宽光束来创建整个地图 面积。
“每个站只能单独告诉您电流的流动速度 朝向或远离它，”洛雷尔梅多斯说。 “单个天线仅提供 电流的径向分量。但是通过将两个站合并在一起，我们 实现全表面电流矢量。”
雷达天线并不是要取代浮标的当前测量，而是提供更多 数据以更好地了解复杂的湖泊系统。
临时雷达天线的试点测试也使鱼鹰变得更好 从麦基诺大桥向西不到一英里，沿着足球比赛结果的一个 浮标，45175 海峡西。在密歇根州的春天和夏天，它们被拴在湖床上， 在秋季，浮标会跟踪风速、风向、阵风以及波浪高度 和方向、水流、水温和气温、风寒和露点。 当鱼鹰在浮标旁边上下浮动时，海峡的浩瀚一目了然 是。正如麦基诺桥从桥下漂浮的船只更令人印象深刻一样 与汽车驶过海峡相比，海峡似乎一直延伸，尽管它是一个 五大湖的狭窄点。鲜艳的黄色浮标提供了重要信息， 但仅从一点来看。雷达覆盖范围可能会更全面。
“我们希望每半小时生成一次矢量图，”盖伊·梅多斯 (Guy Meadows) 说道。 “海峡 西浮标每 10 分钟报告一个点的状况。该系统具有 每天每 30 分钟创建一个新的电流矢量图的能力。”
一生的工作
对于 Lorelle Meadows 来说，高频雷达试点测试是 20 多年的研究。她的研究生研究重点是雷达在淡水中的应用 系统，虽然她确信高频雷达在伟大的 湖泊，资助机构只看到了没有盐的淡水的局限性 电磁脉冲在水面上更远的地方。结果一时间，淡水 五大湖区的高频雷达研究被搁置。
但是，随着人们对五大湖环境污染物的担忧不断增加，人们的兴趣也随之增加 在部署系统时。如果这意味着降低风险并更好地理解 湖泊系统本身，有什么损失呢？ GLOS 与 Lorelle Meadows 接洽 为试点系统提供资金的请求。
“很长一段时间以来，我们一直要求人们听听这项技术的故事 在这个领域很有价值，”她说。 “事实是我们终于被听到了，我们 可以使淡水的操作能力对于淡水科学来说是巨大的。”
部署高频雷达
当麦基诺海峡无冰时，浮标 45175 Straits West 提供单点 每10分钟测量一次海峡状况，包括风向、 波高、水流和水温。在海峡增设高频雷达 将为科学家、政策制定者和海洋行业工作人员提供 关于更大区域的更详细的状况信息。
14 英尺 Codar SeaSonde 雷达天线
6.6 公里（4.1 英里）
42
40
- 来自天线的光束定向成接近 90 度相交，覆盖20 平方公里（7.7 平方英里）
- 每隔生成新的海峡矢量图30 分钟 （无冰时）
后续步骤
除了科学家的用途之外，矢量地图还可以用于许多不同的兴趣： 向船舶发出有关可能迫使其搁浅或偏离航线的洋流的警告， 为搜救行动提供重要信息，跟踪泄漏的危险 进入水中，跟踪冰流或监测有害藻华以保护 市政取水口。
矢量地图，如浮标读数，提供水面以下的信息， 上面看似平静，下面却隐藏着动荡。在后期的试点测试中 五月，天空中飘浮的云朵摇曳着，浸入了冰冷的海水中。 海峡。鱼鹰飞向麦基诺桥塔楼的侧面，倒影 像水彩画一样混合，被驶过的湖边货轮的尾迹弄脏了。现场情况 掩盖了风和水流在某一天的表现可能有多么不同。
回到 GLRC，研究人员正在处理数据并已申请永久 GLOS 和密歇根州为雷达天线提供资金，该天线将投入使用 海峡的这种能力也让研究人员能够进一步探索 该技术在淡水中的应用。
GLOS 正在继续其 2019 年 30 万美元的拨款，用于购买、建立和测试 高频雷达系统。在 2019-20 项目年，GLOS 授予足球比赛结果 额外 150,000 美元用于安装和操作系统。 “高频雷达数据 对五大湖来说是新事物，”GLOS 首席执行官 Kelli Paige 说道。 “通过资助 在海峡的永久设施，我们希望看到这些人的长期利益 住在桥附近以及休伦湖和密歇根湖附近。”具体来说， 技术通过提供可用于安全划船、泄漏事故的信息来提供帮助 响应和清理以及研究。
“我们的海岸布满了这些塔，”洛雷尔·梅多斯 (Lorelle Meadows) 说道。 “这个 这是我们对五大湖海岸线的机遇。”
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
