בשער-קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער בפייסבוק - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל
דף הבית   |   על בשער   |   פעילויות בשער   |   ספר אורחים   |   צור קשר      רשימת תפוצה
 
 
 > שלח שאלה למומחה
 
 
 
     כל התחומים
     
     
     
     
     
     אסטרופיזיקה
     הנדסת חשמל
     הנדסת מזון
     כימיה
     פרקינסון
     ננוטכנולוגיה
     הנדסה
     מדעי המחשב
     כימיה
     ביולוגיה
     פיזיקה
     רפואה
     מתמטיקה
     מדעי הסביבה
     גיאוגרפיה
     מוט"ב
     הוראת המדעים
     אזרחות
     כלכלה
     היסטוריה
     משפטים
     פסיכולוגיה
     תנ"ך
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 > בשער האזרחות
 
 
 > הרצאות מומחים ברשת
 
 
 > רשימת תפוצה
 
 > חתום בספר האורחים
 
 > כניסה לשואלים רשומים
 
 
 > English
 
חוקרי הטכניון בונים מודל מתמטי אשר יאפשר חיזוי זרימה ויתריע במקרה של זיהום סביבתי 02/09/2013
ידיעה קצרה שעלתה במבזק חדשות, על מכולה שנתפסה בנמל אשדוד ואשר הכילה מאות שלדי אלמוגים שהוברחו מהמזרח הרחוק - הובילה את פרופסור אורי שביט, מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון למחקר על תהליכי זרימה בריף האלמוגים באילת ועל ההשלכות של תהליכי זרימה וזיהום על מנגנונים כמו הזנה ופוטוסינתזה.
הטכניון   |   לחץ כאן למאמר המקורי   |   שאל שאלה אודות המאמר
תחומי דעת:  ביולוגיה  , פיזיקה  , הנדסה  

פרופסור שביט מתמחה ב"מכניקת זורמים" וחוקר תהליכי זרימה בטבע במטרה לבנות מודלים מתמטיים שיאפשרו חיזוי של מנגנוני סביבה שונים. "מכניקת זורמים הוא תחום מדעי הנדסי שעוסק בניתוח וחיזוי שדה המהירות של תופעות זרימה מורכבות", הוא מסביר. "אין כמעט תופעה סביבתית שלא תלויה בתהליכי זרימה; החל בזיהום מקורות מים וקרקע, דרך חיזוי מזג אוויר ועד התחממות כדור הארץ. זרימה במערכות מיקרוסקופיות או ההשפעה של זרימה על מערכות ביולוגיות ואקולוגיות הם תחומים חדשים שנחקרים באוניברסיטאות המובילות בעולם."

קבוצת המחקר של פרופסור שביט עוסקת בזרימה בסביבות מורכבות כמו יערות וצמחיית נחלים. שלדי האלמוגים שנתפסו בנמל אשדוד והועברו לטכניון על ידי אנשי רשות הטבע והגנים שימשו את צוות המחקר של פרופסור שביט לחקירה של הזרימה בשונית ואפשרו בניית פלטפורמה ייחודית  לחקירת הזרימה בסביבה מורכבת. המודל נבנה תחילה במעבדה למדידות זרימה בטכניון ולאחרונה נבדק על קרקעית ים סוף מול המכון הבין אוניברסיטאי למדעי הים באילת (IUI). המחקר הוא פרי שיתוף פעולה עם פרופסור רועי הולצמן מאוניברסיטת תל אביב ופרופסור אמציה גנין מהאוניברסיטה העברית ובמימון הקרן הלאומית למדע.

בעזרת מדידה מפורטת של שדה מהירויות הזרימה, הצליח צוות המחקר לבחון מודלים מתמטיים קיימים, לשפר אותם ולהציע חלופות מדויקות יותר. "בחרנו להתמקד באלמוגים, משום שמדובר בבעלי חיים נייחים אשר כל מזונם וכל צרכיהם מגיע יחד עם זרמי הים."  אומר פרופסור שביט. "מחקרים רבים הראו שמושבות למוגים תלויות תלות מוחלטת בתהליכי הזרימה. אחד הממצאים המרתקים הוא שכאשר זרימת מי הים יורדת, תהליך הפוטוסינתזה באלמוג, המתבצע על ידי אצות סימביוטיות החיות בו, נפגע עד עצירה מוחלטת. מצאנו לאחרונה שתפקיד הזרימה הוא להרחיק את עודפי החמצן שמצטברים סביב האצות הסימביוטיות של האלמוג ולאפשר ייצור מזון ובניית שלד. בנוסף, הצייד של פלנקטון והקליטה של צורני חנקן על ידי האלמוג היו בלתי אפשריים ללא מנגנוני ההסעה והבחישה שמספקים זרמי הים בסביבתו."

החוקרים מהטכניון ומהמכון הבין אוניברסיטאי באילת בנו בקרקעית הים דגם של מושבת אלמוגים, על ידי חיבור של שלדי האלמוגים ללוחות PVC, והשקיעו אותו בקרבת החוף בעומק של חמישה מטרים. "יצרנו סביבת ניסוי מבוקרת המדמה שדה זרימה דרך גיאומטריה מורכבת, כפי שיש בטבע", מספר פרופסור שביט. "אלה תנאי ניסוי שקשה לייצר במעבדה. מערכת מדידה משוכללת המכונה Underwater Particle Image Velocimeter (UPIV), המורכבת מזוג לייזרים רבי עוצמה, מערכת הדמיה מהירה, ויכולת חישוב מרשימה, אותה פיתחנו והתאמנו לתנאים בים, אפשרה  לנו למדוד באופן מדויק וברזולוציה גבוהה במיוחד את שדה הזרימה. המדידות בוצעו במספר מחזורים מול המכון הבין אוניברסיטאי באילת במהלך כל לילה במשך שבועיים ובתמיכה של צוללנים שהתנדבו לעזור לנו. אלה היו שבועיים אינטנסיביים. יחד עם הסטודנטים אספנו מאות אלפי זוגות של תמונות של חלקיקים טבעיים שהוארו על ידי מערכת הלייזרים. עיבוד תמונה של זוגות התמונות מספק לנו מידע מדויק על שדה הזרימה. בימים אלה אנו מנתחים את מודל הזרימה מתוך כוונה לבנות כלים מתמטיים כלליים ורחבים לשם חיזוי של תנועת זורמים במרחבים גאומטריים מורכבים."

"המכון הבין אוניברסיטאי באילת הוא המקום היחיד בעולם בו ניתן היה לקיים מחקר מעין זה," מסכם פרופסור שביט. "שיתוף הפעולה בין הדיסציפלינות השונות הכוללות הנדסה, ביולוגיה ופיזיקה מאפשר קידום של המחקר הימי, שיפור ההבנה של התהליכים השולטים במערכת, הגנה על הסביבה הטבעית, הפחתה של ההשפעה המזיקה של זיהומים ויצירה של סביבת חיים בריאה יותר לבני האדם."

לכתבה המצולמת על המחקר: http://youtu.be/VKXT5fr8q38




הוסף תגובה הדפס מאמר      שלח לחבר      מאמר מועדף
 
שלח שאלה למומחה   |   שמור כדף הבית   |   הוסף למועדפים   |   תנאי שימוש באתר   |   Powered By Art-Up