Mynd yn ddi-wifr yn yr Ynys Las

Mae rhewlifoedd yn dechrau symud yn gyflymach nag erioed.

Mae ein byd sy’n cynhesu yn toddi’r iâ sydd ar ben rhewlifoedd, ac mae hyn yn achosi’r dŵr tawdd i lifo drwy holltau a thyllau a bod yn iriad y gall y rhewlif lifo drosto – yn debyg iawn i eitemau siopa ar gludfelt.

Pan mae rhewlif yn llifo i lawr yr afon ac yn cwrdd â’r cefnfor yn y pen draw, mae’n toddi ac yn achosi i lefel y môr godi. Gall hyn gael effeithiau dinistriol posibl ar gymunedau arfordirol ledled y byd.

Yn amlwg, mae gwyddonwyr wedi bod yn ceisio mesur faint o ddŵr tawdd sydd o dan rewlifoedd am gyfnod hir iawn er mwyn deall yn well sut maen nhw’n symud mor gyflym a sut y byddant yn newid yn y dyfodol.

Fodd bynnag, mae’r dasg yn un sydd llawer yn fwy heriol nag y mae’n ymddangos i gychwyn.

Dyma’r rheswm y mae gwyddonwyr o Brifysgol Caerdydd, sy’n mynd i’r Ynys Las y mis hwn ar ddwy daith ar wahân, yn defnyddio technoleg ddi-wifr, fodern a dulliau nas defnyddiwyd erioed o’r blaen gyda phecyn gwyddonol sy’n cynnwys casgliad braidd yn anghyffredin.

Dr Liz Bagshaw, o Ysgol Gwyddorau'r Ddaear a'r Môr sy’n arwain y gwaith. Am y 10 mlynedd diwethaf mae hi wedi bod yn datblygu synwyryddion di-wifr bach iawn sy’n gallu casglu mesuriadau o fwy na 2000 metr y tu mewn i rewlif, yn ogystal â gwrthsefyll yr amodau eithriadol sydd yno.

“Yn draddodiadol, mae gwyddonwyr wedi anfon synwyryddion i waelod rhewlifoedd ar geblau hynod hir a hyblyg,” meddai Dr Bagshaw.

“Y broblem yw, os ydych yn eu gadael nhw yno am ddigon hir i gael darlleniadau cywir dros gyfnod hir o amser, mae’r ceblau’n torri oherwydd bod y rhewlifoedd yn symud. Dyma pam mae angen synwyryddion di-wifr arnom.”

Gwnaed y prototeipiau cychwynnol a ddatblygwyd gan Dr Bagshaw a chydweithwyr o Brifysgol Bryste o addurniadau’r Nadolig, ac roeddent yn cynnig cragen berffaith y gellir mowldio cas y synwyryddion ohoni.

“Ar ôl edrych ar nifer o wahanol bosibiliadau, yn y pen draw, roedd mowldiau o addurniadau’r Nadolig yn berffaith oherwydd eu bod yn rhad, gellir eu gwneud yn gadarn, a gellir eu ffitio mewn sianeli o ddŵr tawdd o dan yr iâ,” dywedodd Dr Bagshaw.

Mae’r dechnoleg, a elwir yn ‘Cryoegg,’ wedi’i gwneud yn fwy i faint grawnffrwyth (oddeutu 12cm mewn diamedr). Mae’n cynnwys bwrdd cylched bach iawn mewn mowld sy’n gallu mesur pwysedd, dargludedd trydanol a thymheredd y dŵr tawdd sydd o gwmpas.

Mae’r mesuriadau unigol y mae’r synwyryddion yn eu casglu yn syml iawn; fodd bynnag, gyda’i gilydd, gallant roi darlun manwl iawn i’r tîm o’r amodau sydd o dan y rhewlif.

Un o’r heriau mwyaf y mae’r tîm yn ei hwynebu yw casglu’r data o’r dyfnderoedd yn yr iâ trwchus.

Mae dwy daith ryngwladol i durio iâ yn cynorthwyo’r prosiect: RESPONDER, sy’n defnyddio dŵr poeth i wneud twll dwfn yn yr iâ ac EGRIP, sy’n echdynnu colofn iâ hir 2.5km o hyd gan ddefnyddio dril a ddyluniwyd yn arbennig.

Bydd tîm Cryoegg yn defnyddio’r tyllau turio hyn i fynd at waelod yr iâ. Unwaith y bydd y synwyryddion wedi’u gosod yn y tyllau turio, mae’n debygol y bydd yr iâ yn rhewi drostynt, sy’n ei gwneud yn amhosibl adfer y synwyryddion.

O’r herwydd, maen nhw’n dibynnu ar drawsyriannau di-wifr y data; ond mae dod o hyd i’r amledd cywir yn allweddol.

“Rydym yn gweld mai signalau radio VHF – ychydig yn uwch na’r rhai a ddefnyddir ar gyfer radio FM – yw’r gorau i’w defnyddio oherwydd bod ganddynt amledd digon isel i dreiddio drwy’r iâ,” meddai Dr Mike Prior-Jones, peiriannydd trydanol o Ysgol Gwyddorau'r Ddaear a'r Môr.

Roedd dod o hyd i dechnoleg radio y gellir ei chynnwys yn y synwyryddion yn anodd, ond daethpwyd o hyd i ateb gan ddefnyddio cydrannau o fesuryddion nwy deallus a ddefnyddir yn aml yn yr Almaen.

“Roedd y dechnoleg yn ddelfrydol i ni oherwydd y bwriedir iddi gael ei defnyddio mewn dyfeisiau a bwerir gan fatris,” meddai Dr Prior-Jones.

“Ar gyfer mesuryddion nwy, maen nhw’n pweru’r radio gan ddefnyddio batri sy’n para am fwy na phum mlynedd. Gwneir y defnydd gorau o’r dechnoleg radio gyfan oherwydd nad yw’n defnyddio llawer o bŵer o’r batri o gwbl. Yn ein hachos ni, rydym eisiau bod yr offeryn yn gwneud ychydig o fesuriadau bob dydd ac yn eu hanfon yn ôl i’r arwyneb. Mae’n cysgu am weddill yr amser, er mwyn cadw’r batri.

“Felly roedd y dechnoleg hon yn addas iawn – mae Cryoegg yn deffro, yn gwneud ei mesuriadau, yn eu trawsyrru, ac yna’n mynd yn ôl i gysgu o fewn ychydig eiliadau. Rydym yn disgwyl y bydd yn gweithredu am fwy na blwyddyn o dan y rhewlif.”

Y rhan olaf i’r jig-so oedd dod o hyd i’r ffordd orau o gasglu’r signalau o arwyneb y rhewlif. Oherwydd bod gan signalau radio amledd isel, mae angen antena sy’n addas i deledu eithaf mawr i godi’r signalau. Yn ogystal, mae’n rhaid bod yr antena’n hongian fel y gall bwyntio i lawr tuag at yr iâ.

Daeth Dr Prior-Jones o hyd i’r ateb perffaith ar ôl i ffrindiau awgrymu defnyddio Quadro – ffrâm ddringo i blant y gellir ei hadeiladu fel sgaffaldwaith i gynhyrchu strwythurau cefnogi mewn sawl gwahanol faint a siâp. Yn bwysicach fyth, mae’n ysgafn iawn a gellir ei gludo’n hawdd, sy’n hanfodol wrth gynllunio taith i’r Ynys Las.

“Mae system Quadro yn berffaith oherwydd nad yw’n fetelig a gellir ei defnyddio ar gyfer sawl peth gwahanol. Byddai unrhyw fetal yn y ffrâm sy’n cynnal yr antena’n amharu ar y tonau radio, a gallai hyn achosi i ni golli’r signal. Mae’r system hefyd yn hawdd ei phacio i’w chludo, a gallwn ei hadeiladu mewn gwahanol siapiau i gyd-fynd â’r dirwedd os oes angen,” meddai Dr Prior-Jones.  

“Rydym yn ddiolchgar i gwmni Quadro yn Hamburg am roi’r cynnyrch i ni ar gyfer y daith.”

Y canlyniad cyffredinol yw system a fydd yn gallu monitro amodau’n gywir yn y rhewlif dros gyfnod estynedig o amser. Yn ymarferol, caiff y synwyryddion eu gollwng mewn tyllau turio a fydd yn cael eu drilio yn yr iâ, a byddant yn tanio ychydig o weithiau bob dydd i gymryd darlleniadau. Ar ôl hynny bydd yn anfon y data i’r antena cyn mynd yn ôl i gysgu i gadw’r batri.

“Y rhan fwyaf cyffrous o’r prosiect hwn yw’r ffordd rydym wedi gallu addasu i’r amodau eithafol yn yr Ynys Las gan ddefnyddio pecyn rhad sydd ar gael yn hawdd ac sydd eisoes yn bodoli. Dyma wyddoniaeth go iawn ar waith – mynd i’r afael â phroblemau ar raddfa fawr gan ddefnyddio gwybodaeth, creadigrwydd a gwaith tîm,” meddai Dr Bagshaw.  

Ariennir y prosiect gan Gyngor Ymchwil y Gwyddorau Ffisegol a Pheirianneg.