Дистанционное зондирование морской воды спектрофотометром с борта судна в Черном, Балтийском, Карском и Аральском морях. Сравнение с данными КА «Ресурс-П»

Оценка состава воды и распределения примесей во внутренних морях и прибрежных акваториях океана по спутниковым данным требует разработки специальных региональных алгоритмов. Поэтому оценка состояния вод с помощью оптического дистанционного зондирования с борта судна чрезвычайно важна. Одной из наиболее информативных характеристик является спектр коэффициента яркости моря Ro(λ), получаемый с помощью специального спектрофотометра, называемого рометром, предназначенного для измерения трех величин: яркости восходящего от поверхности воды излучения, яркости участка неба, дающего наибольший вклад в отраженное от поверхности излучение, а также общей освещенности водной поверхности. По этим трем измеренным величинам рассчитывается спектр коэффициента яркости моря
С борта движущегося судна были проведены измерения коэффициента спектральной яркости моря в четырех морях, характеризующихся различным типом вод: в северо-восточной части Черного моря в районе устья реки Вулан, в западной части Аральского моря, в Гданьском заливе Балтийского моря и в Карском море включая Обскую Губу. Сравнивая полученные спектры с модельными спектрами, рассчитанными для различных типов морской воды, можно получить общую характеристику исследуемых вод: Гданьский залив характеризуется высоким содержанием растворенной органики, в Черном море показатель рассеяния света сравнительно велик, в водах Аральского моря довольно высокое содержание фитопланктона несмотря на соленость, а в Обской Губе преобладают растворенная органика и взвешенное вещество.
Далее, используя оригинальный метод калибровки спектров коэффициента яркости моря, предложенный авторами, получены спектры поглощения вод. Используя известные модели поглощения основных компонент морской воды – пигментов фитопланктона, «желтого вещества» и взвеси – по этим спектрам оцениваются концентрации этих природных примесей, строятся их пространственные распределения. Полученные оценки находятся в хорошем соответствии с данными других исследователей по выбранным акваториям.
Измеренные с борта судна спектры КСЯ сравнивались с данными КА «Ресурс-П», полученными при съемке гиперспектральной аппаратурой в Черном и Аральском морях. Сопоставление этих данных позволило проанализировать качество атмосферной коррекции и возможность оценки состава вод по спутниковым данным.
Таким образом, показано, что метод дистанционного зондирования с борта судна рометром в сочетании с оригинальным методом калибровки позволяет получать оперативную оценку состава морской воды и распределения примесей по акватории. Такие измерения могут быть полезны при разработке региональных алгоритмов оценки состава воды по спутниковым данным.
Работа была поддержана грантом РНФ № 14-15-00095.