Results of seawater reflectance measurements carried out in the Black Sea coastal waters in the summer-autumn season, 2002-2014 on the oceanographic platform of the Experimental Department of MHI are discussed. The data were obtained using the spectrophotometer developed in the Marine Optics Department of MHI. Special measuring technique allows one to take into account the light reflected by the sea surface that eliminates necessity in sub-surface probing and provides higher accuracy as compared to the results of the model simulations. The measurements show that in the summer-autumn period the sea reflectance spectra are of almost constant shape with a smooth peak in the range 480-500 nm. The peak values usually lie within between 1% (October) and 2% (July), except for the spectra measured during the coccolythophore bloom in 2012 when the peak values reached 6.6% (4.5% on average). The semi-analytical algorithm of reflectance data processing permits to obtain inherent optical properties of seawater including the phytoplankton pigments' concentration, absorption by nonliving organic matter and scattering by marine particles, and also to detect the auxiliary photosynthetic pigments from the reconstructed phytoplankton absorption spectrum. Special optimization technique permitting to simplify and to stabilize calculations is introduced. The chlorophyll-a concentrations obtained using the algorithm are in good agreement with direct biological data. Simultaneous measurements of reflectance and chlorophyll-a concentration performed during the sub-satellite experiment in [2002][2003][2004] have shown that discrepancy between the modeled and the measured concentrations was about 10%. The considered method permits to carry out operational sub-satellite monitoring of marine environment and, in particular, to validate the algorithms for processing remote sensing data.
Рассматриваются результаты измерений спектрального коэффициента яркости моря, выпол-ненных в 2002 -2014 гг. на океанографической платформе Экспериментального отделения МГИ при помощи разработанного в отделе оптики моря спектрофотометра. Специальная ме-тодика измерений позволяет учесть свет, отраженный водой, что в свою очередь избавляет от необходимости проводить контактные измерения под морской поверхностью. Алгоритм обра-ботки полученных данных дает возможность рассчитывать такие первичные гидрооптические характеристики морской воды, как концентрация пигментов фитопланктона, поглощение не-живой органикой и рассеяние взвесью, а также определять наличие вспомогательных фотосин-тетических пигментов по восстановленному спектру поглощения фитопланктона. Рассматри-ваемый метод позволяет проводить оперативный подспутниковый мониторинг состояния мор-ской среды, в частности с целью валидации алгоритмов обработки данных дистанционного зондирования.Ключевые слова: коэффициент яркости моря, спектрофотометр, хлорофилл а, минеральная взвесь, кокколитофориды, пигменты фитопланктона.Введение. Для глобальной оценки продуктивности и содержания приме-сей в поверхностных водах наиболее удобными являются оптические методы. Их преимущество по сравнению с трудоемкими и дорогими контактными океанологическими наблюдениями заключается в оперативности, регулярно-сти и больших объемах получаемой информации. Одной из наиболее инфор-мативных гидрооптических характеристик является коэффициент яркости моря, представляющий собой отношение яркости восходящего из моря излу-чения к яркости диффузно отражающего белого экрана.Спектр восходящего излучения зависит от наличия в воде взвешенных частиц и растворенных органических веществ, таких как минеральная взвесь различного происхождения, клетки фитопланктона, содержащие хлорофилл а и другие пигменты, а также неживые органические частицы (детрит) и рас-творенная органика (желтое вещество). При этом количество неизвестных характеристик среды существенно превышает количество измеряемых пара-метров. Оценка характеристик водных масс по данным коэффициента ярко-сти представляет собой классическую обратную задачу. Однако алгоритмы для решения этих задач, восстанавливающие концентрации примесей по спектру коэффициента яркости, недостаточно точны. В силу региональной специфики вод оценки концентрации хлорофилла а по оптическим данным, в частности спутниковым, могут в большой степени отличаться от реальных значений, особенно в прибрежных районах. МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2015 18 Спектрофотометры для измерений спектров коэффициента яркости моря являются одними из основных гидрооптических приборов при проведении океанологических подспутниковых экспериментов для опорной калибровки космических сканеров цвета нового поколения. Поэтому появляется все большее число работ, посвященных методике измерения коэффициента ярко-сти, соответствующим приборам и определению биооптических параметров вод по результатам данных измерений [1 -11].В экспедиционных условиях коэффициент яркости можно определять различн...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.