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문제 정의
- 본 연구에서는 보름달물해파리의 TS를 파악하기 위하여 현수법을 이용하여 주파수 70 kHz에 대한 보름달물해파리의 유영 행동 (유영 자세각, 박동)에 따른 TS의 변화를 알아보았다.
- 본 연구에서는 현수법을 이용하여 주파수 70 kHz에 대한 보름달물해파리의 유영 행동 (유영 자세각, 박동)에 따른 TS의 변화를 알아보았다. 본 연구에 사용된 보름달물해파리는 4개체 이었고, 공기 중 우산의 직경은 54.
제안 방법
- 은 송신할 때 에코의 입사하는데 걸리는 시간, a는 감쇠계수, TR은 교정 값인 송수신 계수이다. 교정치인 TR은 매일 TS를 측정하기 전과 끝난 후에 교정구를 이용하여 측정하였다.
- 1). 또한, 레이저 포인터를 이용하여 해파리가 진동자의 중심에 위치하도록 하였다.
- TS 측정에 사용된 보름달물해파리는 일본 Niigata 시티 수족관에서 사육하는 개체를 이용하였고, 샘플시 해파리에 기포가 들어가지 않도록 주의하며 해수와 함께 비닐주머니에 넣은 후 아이스박스에 보관하여 실험 장소로 이동하였다. 보름달물해파리는 실험 장소에 도착 한 후 보름달물해파리와 함께 샘플해 온 해수를 TS를 측정할 수조 내에 있는 해수와 교환하여 순치한 후 실험을 실시하였다. 실험이 끝난 후에는 버니어캘리퍼스를 이용하여 공기 중 우산의 직경을 측정하였다.
- 보름달물해파리는 실험 중에서 박동에 의하여 우산의 직경이 변하는데 ImageJ 소프트웨어 (ImageJ, 2009)를 이용하여 수중에서 변화하는 보름달물해파리의 우산의 직경을 측정하였다. 우산의 직경은 수중에서 우산의 직경이 가장 클 때를 1이라고 하고 우산 직경의 변화율로 나타내었다.
- 4와 같이 박동이 활발할 때와 활발하지 않을 때가 있었다. 보름달물해파리의 TS는 입사각의 영향만을 평가하기 위하여 진동자 입사각별로 보름달물해파리가 박동을 하지 않는 20 pulse를 평균하였다. 또한, 측정한 4개체의 우산의 크기가 다르기 때문에 다음 식 (2)에 나타낸 것과 같이 해파리의 면적을 기준화한 TS (reduced target strength, RTS)로 계산하였고 (Monger et al.
- 살아있는 보름달물해파리는 좋은 박동 형상을 유지하기 위하여 모노필라멘트 (0.8호) 줄을 이용하여 수평 방향과 수직 방향으로 해파리를 관통 시킨 후 진동자로부터 약 1.5 m에 떨어진 위치에 현수하였다. 수직 방향의 모노필라멘트 줄은 노이즈를 줄이기 위하여 비스듬하게 되도록 하였다 (Fig.
- 5 m에 떨어진 위치에 현수하였다. 수직 방향의 모노필라멘트 줄은 노이즈를 줄이기 위하여 비스듬하게 되도록 하였다 (Fig. 1). 또한, 레이저 포인터를 이용하여 해파리가 진동자의 중심에 위치하도록 하였다.
- 신호발생기 (5305, NF Electronic Instruments, Japan)에서 0.4~0.5 sec 간격의 신호를 송수신기 (SR–76, Kaijo Sonic Corp., Tokyo, Japan)에 발생시켜 보름달물해파리에 반사하여 오는 신호는 오실로스코프 (Wavepro 7300, LeCroy, USA)에 보여짐과 동시에 컴퓨터 수록하였다.
- 보름달물해파리는 실험 장소에 도착 한 후 보름달물해파리와 함께 샘플해 온 해수를 TS를 측정할 수조 내에 있는 해수와 교환하여 순치한 후 실험을 실시하였다. 실험이 끝난 후에는 버니어캘리퍼스를 이용하여 공기 중 우산의 직경을 측정하였다.
- 우산의 직경은 수중에서 우산의 직경이 가장 클 때를 1이라고 하고 우산 직경의 변화율로 나타내었다. 측정 위치는 Fig. 3에서 보는 바와 같이 캡쳐된 보름달물해파리의 유영 행동 화상이 측정각도가 변하여도 우산의 직경의 변화가 나타나지 않는 수직 방향을 측정하였다.
- 해파리의 유영 행동은 진동자 옆에 설치된 정면 카메라 (T–water–7000DX, WIRELESS TSUKAMOTO, Japan), 수조 측면의 측면 카메라 (HDR RD–S600, Sony, Japan), 수조 윗면의 상부 카메라 (HDR–HC9, Sony, Japan)로 관측함과 동시에 음향 신호와 마찬가지로 신호 발생기로 신호를 발생시켜 트리거 기능이 있는 비디오 캡쳐 카드 (VCE–pro, ImperX, USA)가 0.4~0.5sec 간격으로 화상을 캡쳐하여 해파리의 유영 행동 화상과 TS 자료를 정확하게 동기화 시켰다.
대상 데이터
- 2011년 1월 17~21일까지 일본 National Research Institute of Fisheries Engineering (NRIFE)의 해수음향 수조 (3.7 m(L)×2.2 m(W)×2.2 m(H))에서 현수법을 이용하여 보름달물해파리의 TS를 측정하였다.
- 2 m(H))에서 현수법을 이용하여 보름달물해파리의 TS를 측정하였다. TS 측정에 사용된 보름달물해파리는 일본 Niigata 시티 수족관에서 사육하는 개체를 이용하였고, 샘플시 해파리에 기포가 들어가지 않도록 주의하며 해수와 함께 비닐주머니에 넣은 후 아이스박스에 보관하여 실험 장소로 이동하였다. 보름달물해파리는 실험 장소에 도착 한 후 보름달물해파리와 함께 샘플해 온 해수를 TS를 측정할 수조 내에 있는 해수와 교환하여 순치한 후 실험을 실시하였다.
- 본 연구에서는 현수법을 이용하여 주파수 70 kHz에 대한 보름달물해파리의 유영 행동 (유영 자세각, 박동)에 따른 TS의 변화를 알아보았다. 본 연구에 사용된 보름달물해파리는 4개체 이었고, 공기 중 우산의 직경은 54.2~94.2 mm이었다. 진동자 입사각 (–30~24°)에 따른 보름달물해파리의 RTS는 13.
- 연구에 사용된 보름달물해파리는 4개체 (공기 중 우산의 직경: 54.2~94.2 mm)이었고, 보름달물해파리는 Fig. 4와 같이 박동이 활발할 때와 활발하지 않을 때가 있었다. 보름달물해파리의 TS는 입사각의 영향만을 평가하기 위하여 진동자 입사각별로 보름달물해파리가 박동을 하지 않는 20 pulse를 평균하였다.
이론/모형
- 측정된 TS의 해석은 Sawada (2002)의 연구 방법을 이용하였다. 먼저, 보름달물해파리와 배경 에코가 합쳐진 파형에서 배경 에코만의 파형을 가감하여 보름달물해파리의 에코를 얻을 수 있는데 이것을 식 (1)에 나타 내었다.
성능/효과
- (a) 우산 직경의 변화율은 0.20이었고, TS는 –70.0~ –62.8 dB으로 7.2 dB의 차이가 났다.
- (b) 우산 직경의 변화율은 0.02였고, TS는 –67.9~–67.4 dB으로 0.5 dB의 변화가 일어났다.
- 5 dB의 변화가 일어났다. 박동을 할 때 우산의 직경과 TS 변화와의 상관계수 (R)는 0.67으로 높은 상관성을 보였다.
- 본 연구에서 보름달물해파리는 입사각 –30~24°사이에서 최대와 최소의 RTS는 13.4~16.5 dB 차이가 나타났다.
- 본 연구에서 보름달물해파리의 RTS는 진동자의 각도를 기준으로 측정한 것이고, 보름달물해파리를 고정을 할 때 레이저 포인터로 해파리가 진동자 중심에 오도록 확인하였으나, 해파리가 앞쪽이나 뒤쪽으로 기울어져있을 가능성과 해파리가 박동을 하면 움직이면서 나타나는 각도 변화로 입사각 0°에서 높은 값을 나타내지 않은 것으로 사료된다.
- , 2004). 이것으로 해파리의 종류와 주파수에 따라 박동에 의한 TS 변화가 다르게 나타나는 것 을 알 수 있었다.
- 진동자 입사각 (–30~24°)에 따른 보름달물해파리의 RTS는 13.4~16.5 dB의 차이를 보였고, 박동에 의한 우산 직경의 변화율이 0.2일 때 TS는 7.2 dB의 변화를 나타내었다.
- 진동자 입사각 변화에 따른 No. 1 보름달물해파리의 RTS (진동자 입사각: 0~10°)는 – 51.0~–44.3 dB으로 6.8 dB 차이를 보였고, No. 2 보름달물해파리의 RTS (진동자 입사각: –24~14°)는 –56.2~–41.4 dB으로 14.8 dB 차이가 나타났다.
후속연구
- 2 dB의 변화를 나타내었다. 본 연구에서는 소수 개체에 대한 보름달물해파리의 유영 행동에 따른 TS를 파악하였고, 향후에는 개체수를 증가시켜 실험을 실시할 필요가 있을 것으로 판단된다.
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