صياد السمك

جهاز كشف الأسماك أو جهاز السونار (في أستراليا) هو جهاز سونار يُستخدم على متن القوارب لتحديد الكائنات المائية ، والتضاريس تحت الماء، وغيرها من الأجسام، وذلك عن طريق رصد نبضات الطاقة الصوتية المنعكسة ، وعادةً ما يُستخدم أثناء أنشطة الصيد . يعرض جهاز كشف الأسماك الحديث قياسات الصوت المنعكس على شاشة عرض بيانية ، مما يسمح للمستخدم بتفسير المعلومات لتحديد مواقع أسراب الأسماك ، والحطام والعوائق تحت الماء ، وقاع المسطح المائي . تُستخدم أجهزة كشف الأسماك من قِبل الصيادين الهواة والتجاريين ، وكذلك من قِبل علماء الأحياء البحرية . تتيح الإلكترونيات الحديثة درجة عالية من التكامل بين نظام كشف الأسماك، والرادار البحري ، والبوصلة، وأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية (GPS) .

أجهزة كشف الأسماك مشتقة من أجهزة قياس الأعماق ، وهي أجهزة سونار نشطة تُستخدم للملاحة والسلامة لتحديد عمق المياه. ^{[ 1 ]} الفاثوم وحدة قياس لعمق المياه، ومنها اشتق اسم الجهاز. الفاثوم نظام صدى لقياس عمق المياه، يعرض عمق المياه ويسجل القياسات تلقائيًا وبشكل دائم. ولأن كلاً من الفاثوم وأجهزة كشف الأسماك تعمل بنفس الطريقة، وتستخدم ترددات متشابهة، ويمكنها رصد كل من قاع البحر والأسماك، فقد تم دمج الجهازين. ^{[ 2 ]}

أثناء التشغيل، تُحوَّل نبضة كهربائية من جهاز إرسال إلى موجة صوتية بواسطة محوّل طاقة تحت الماء ، يُسمى الميكروفون المائي ، ثم تُرسل إلى الماء. ^{[ 3 ]} عندما تصطدم الموجة بجسم ما، كسمكة مثلاً، تنعكس وتُظهر حجم الجسم وتكوينه وشكله. يعتمد المدى الدقيق لما يُمكن تمييزه على تردد وقوة النبضة المرسلة. بمعرفة سرعة الموجة في الماء، يُمكن تحديد المسافة إلى الجسم الذي عكس الموجة. تعتمد سرعة الصوت في عمود الماء على درجة الحرارة والملوحة والضغط (العمق). تُحسب هذه السرعة تقريبًا بالمعادلة: ^c = 1404.85 + 4.618 T - 0.0523 T² + 1.25 S + 0.017 D (حيث c = سرعة الصوت (م/ث)، T = درجة الحرارة (درجة مئوية)، S = الملوحة (بالألف)، و D = العمق). ^{[ 4 ]} القيم النموذجية المستخدمة من قبل أجهزة كشف الأسماك التجارية هي 4921  قدم/ثانية (1500  متر/ثانية) في مياه البحر و 4800  قدم/ثانية (1463  متر/ثانية) في المياه العذبة .

يمكن تكرار هذه العملية حتى 40 مرة في الثانية، وتؤدي في النهاية إلى عرض قاع المحيط مقابل الوقت (وظيفة مقياس الأعماق التي أدت في النهاية إلى الاستخدام الرياضي لتحديد مواقع الأسماك).

تتيح خاصية حساسية أجهزة كشف الأسماك لدرجة الحرارة والضغط تحديد الموقع الدقيق للأسماك في الماء باستخدام مقياس الحرارة. كما تتميز العديد من أجهزة كشف الأسماك الحديثة بخاصية تتبع حركة الأسماك، مما يسمح بمراقبة أي تغييرات في موقعها أثناء الصيد.

يسهل الحصول على مزيد من التفاصيل على الشاشة عندما يكون تردد جهاز كشف الأسماك عالياً. عادةً ما تستخدم سفن الصيد في أعماق البحار والصيادون التجاريون ترددات منخفضة (50-200 كيلوهرتز)؛ بينما تحتوي أجهزة كشف الأسماك الحديثة على ترددات متعددة لعرض نتائج الشاشة المنقسمة.

تُظهر الصورة أعلاه، على اليمين، بوضوح بنية قاع البحر - حيث يمكن تمييز النباتات والرواسب والقاع الصلب على مخططات السونار ذات القدرة العالية والتردد المناسبين. وعلى بُعد يزيد قليلاً عن منتصف المسافة من القاع إلى يسار مركز الشاشة، وعلى بُعد ثلث المسافة تقريبًا من الجانب الأيسر، تُظهر هذه الصورة أيضًا سمكة - بقعة ضوئية إلى يمين بقعة ضوء ناتجة عن وميض فلاش الكاميرا. يُمثل المحور السيني للصورة الزمن، حيث يُمثل اليسار أقدم قاع (وخلف رأس السونار)، بينما يُمثل اليمين أحدث قاع (والموقع الحالي)؛ وبالتالي، فإن السمكة الآن بعيدة عن محول الطاقة، والسفينة تمر فوق انخفاض في قاع المحيط أو أنها تجاوزته للتو. يعتمد التشوه الناتج على سرعة السفينة وعدد مرات تحديث الصورة بواسطة جهاز السونار.

مع تعطيل ميزة رمز السمكة، يستطيع الصياد التمييز بين الأسماك والنباتات وأسراب أسماك الطعم أو أسماك العلف والحطام ، وما إلى ذلك. تظهر الأسماك عادةً على الشاشة على شكل قوس. ويعود ذلك إلى تغير المسافة بين السمكة وجهاز الاستشعار مع مرور القارب فوقها (أو عندما تسبح السمكة أسفل القارب). فعندما تدخل السمكة الحافة الأمامية لشعاع السونار، يتم تشغيل بكسل على الشاشة. ومع اقتراب السمكة من مركز الشعاع، تقل المسافة إليها، مما يؤدي إلى تشغيل بكسلات على أعماق أقل. وعندما تسبح السمكة مباشرةً أسفل جهاز الاستشعار، تكون أقرب إلى القارب، لذا تظهر الإشارة الأقوى على شكل خط أكثر سمكًا. ومع ابتعاد السمكة عن جهاز الاستشعار، تزداد المسافة، مما يظهر على شكل بكسلات أعمق تدريجيًا.

تُظهر الصورة على اليمين سربًا من سمك القاروص الأبيض يتغذى بشراسة على سرب من سمك الشاد ذي الزعانف الخيطية . لاحظ سرب الأسماك الصغيرة قرب القاع. عندما تشعر الأسماك الصغيرة بالخطر، فإنها تُشكّل سربًا متراصًا، حيث تسعى الأسماك إلى الأمان في وسطه. عادةً ما يبدو هذا السرب ككرة غير منتظمة الشكل أو بصمة إبهام على شاشة جهاز كشف الأسماك. عندما لا تكون هناك مفترسات قريبة، يظهر سرب الأسماك الصغيرة غالبًا كخط أفقي رفيع عبر الشاشة، عند العمق الذي تكون فيه درجة الحرارة ومستويات الأكسجين مثالية. تُظهر الخطوط شبه العمودية قرب الحافة اليمنى للشاشة مسار طُعم الصيد وهو يسقط إلى القاع.

اخترع الأخوان فورونو ، وهما فنيا إصلاح أجهزة الراديو، أول جهاز لكشف الأسماك، وهو جهاز سونار مصمم للعثور على الأسماك أو أسرابها تحت الماء، في اليابان في أربعينيات القرن العشرين. انطلاقًا من خبرة الصيادين الذين كانوا قادرين على تحديد وجود الأسماك وعددها من خلال الفقاعات، خطط الأخوان فورونو في البداية للكشف عن هذه الفقاعات باستخدام السونار، وهي تقنية جديدة آنذاك. ابتكرا أول محول طاقة يُثبّت عبر هيكل السفينة، واكتشفا أنهما قادران على رصد الأسماك بأنفسهما. في عام ١٩٤٨، طرحا جهاز كشف الأسماك الخاص بهما للاستخدام في سفن الصيد التجارية؛ ويُعدّ جهاز فورونو لكشف الأسماك أول جهاز عملي لكشف الأسماك في العالم. ^{[ ٥ ] [ ٦ ]}

كان جهاز كشف الأسماك Lowrance Fish Lo-K-Tor (المعروف أيضًا باسم "الصندوق الأخضر الصغير") أول جهاز يُسوّق للمستهلكين في أمريكا لأغراض الصيد الترفيهي ، وقد تم اختراعه عام 1957 وطُرح في الأسواق عام 1959. كان سعره آنذاك 150 دولارًا، أي ما يعادل 1610 دولارات في عام 2024. في البداية، أثار الجهاز جدلًا واسعًا بسبب ما اعتُبر ميزة غير عادلة له، وواجه احتمال حظره في بعض الولايات، لكن استخدامه أصبح مقبولًا في نهاية المطاف. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

بحلول أوائل سبعينيات القرن العشرين، كان النمط الشائع لأجهزة قياس الأعماق يعتمد على محول طاقة فوق صوتي مغمور في الماء، وجهاز قراءة كهروميكانيكي. كان مصباح نيون مثبتًا في نهاية ذراع يدور حول مقياس دائري بسرعة ثابتة بواسطة محرك كهربائي صغير. تمت معايرة المقياس الدائري بدلالة عمق الماء. صُمم الجهاز لإرسال نبضة من الموجات فوق الصوتية عندما يمر المصباح بنقطة الصفر على المقياس. ثم صُمم محول الطاقة للكشف عن أي نبضات فوق صوتية منعكسة؛ حيث يومض المصباح عند عودة الصدى إلى محول الطاقة، ويشير موضعه على المقياس إلى الوقت المنقضي، وبالتالي عمق الماء. ^{[ 9 ]} كما كانت هذه الأجهزة تُصدر وميضًا خفيفًا عند ارتداد الصدى من الأسماك. ومثل أجهزة قياس الأعماق الرقمية منخفضة التكلفة الحالية، لم تكن هذه الأجهزة تسجل العمق بمرور الوقت، ولم تُقدم أي معلومات عن بنية قاع البحر. كانت دقتها ضعيفة، خاصة في المياه المضطربة، وكان من الصعب قراءتها في الضوء الساطع. على الرغم من القيود، إلا أنها كانت لا تزال قابلة للاستخدام لتقديرات تقريبية للعمق، مثل التحقق من أن القارب لم ينجرف إلى منطقة غير آمنة.

في نهاية المطاف، تم دمج شاشات CRT مع مقياس الأعماق لأغراض الصيد التجاري، فظهرت أجهزة كشف الأسماك. ومع ظهور شاشات LCD الكبيرة ، تراجعت متطلبات الطاقة العالية لشاشات CRT لصالح شاشات LCD في أوائل التسعينيات، ووصلت أجهزة كشف الأسماك إلى أسواق الصيد الرياضي. اليوم، تحتوي العديد من أجهزة كشف الأسماك المتاحة لهواة الصيد على شاشات LCD ملونة، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مدمج، وإمكانية رسم الخرائط، وتأتي مزودة بمحولات طاقة. ينقص أجهزة كشف الأسماك الرياضية اليوم فقط سجل بيانات مقياس الأعماق الملاحي للسفن الكبيرة، وهو متوفر في وحدات متطورة تستخدم الحاسوب لتخزين هذا السجل أيضًا.

قد تستخدم أجهزة كشف الأسماك ترددات أعلى لتحسين صورة الأجسام تحت الماء. ^{[ 10 ]} توفر المحولات الجانبية رؤية إضافية للأجسام تحت الماء على جانبي مسار القارب. ^{[ 11 ]}

استخدمت أجهزة قياس الأعماق التجارية والبحرية القديمة مسجلات خرائط شريطية، حيث يتم وضع علامات على لفة ورق متقدمة بواسطة قلم لإنشاء نسخة دائمة من العمق، وعادةً ما تكون مزودة بوسيلة لتسجيل الوقت أيضًا (كل علامة أو "نبضة" زمنية تتناسب مع المسافة المقطوعة) بحيث يمكن مقارنة الخرائط الشريطية بسهولة مع خرائط الملاحة وسجلات المناورة (تغيرات السرعة). وقد تم رسم خرائط لأعماق معظم محيطات العالم باستخدام شرائط التسجيل هذه. عادةً ما توفر أجهزة قياس الأعماق من هذا النوع إعدادات سرعة متعددة (لتقدم الخريطة)، وأحيانًا ترددات متعددة أيضًا. في أعماق المحيط، يكون التردد المنخفض أكثر وضوحًا، بينما في المياه الضحلة، يُظهر التردد العالي تراكيب أصغر - مثل الأسماك والشعاب المرجانية المغمورة وحطام السفن أو غيرها من معالم تكوين القاع المهمة. عند إعدادات التردد العالي وسرعات الخرائط العالية، تُعطي هذه الأجهزة صورة للقاع وأي أسماك كبيرة أو أسراب متداخلة يمكن ربطها بالموقع. لا تزال أجهزة قياس الأعماق من النوع الذي يسجل باستمرار إلزامية لجميع السفن الكبيرة (إزاحة 100 طن فأكثر) في المياه المحظورة (أي بشكل عام، في نطاق 15 ميلاً (24 كم) من الأرض). 

• علم قياس الأعماق - دراسة العمق تحت الماء في قيعان البحيرات أو المحيطات 
• قياس الأعماق – قياس أعماق المسطحات المائية 
• مذبذب فيسيندين - نوع من محولات الطاقة الكهروصوتية 
• المستشعر – محول يقيس كمية فيزيائية ويحولها إلى إشارة 

• اقتصاديات ما بعد الحرب: صياد استحوذ على صفقة بمليارات الدولارات، صحيفة فايننشال تايمز ، 9 ديسمبر 2009.