Поглощение света основными оптически активными компонентами вод в глубоководной части Черного моря: развитие региональных алгоритмов оценки продуктивности с использованием спутниковых данных

Корректное вычисление важнейших первично-продукционных характеристик вод Черного моря на основе спутниковой информации (концентрации основного фотосинтетически активного пигмента – хлорофилла а, скорости фотосинтеза, величины первичной продукции в зоне фотосинтеза) требует развития региональных алгоритмов оценки этих показателей на основе биооптических свойств вод данного бассейна.
Сигнал, регистрируемый спутниковыми оптическими приборами, определяется оптическими свойствами приповерхностного слоя вод, близкого к одной оптической глубине, который в основном локализуется в пределах верхнего перемешанного слоя (ВКС).
На основе обобщения данных многолетних наблюдений мы показали, что в поверхностном слое моря внутригодовая динамика удельных (нормированных на хлорофилл а) коэффициентов поглощения света фитопланктоном наиболее выражена в синей части спектра и связана со сменой условий существования микроводорослей в ВКС и адаптацией фитопланктона к ним. Выполненная параметризация связи поглощения света пигментами фитопланктона с концентрацией хлорофилла а, позволяет для отдельных сезонов года восстанавливать спектры коэффициентов поглощения света пигментами фитопланктона в пределах видимого диапазона по данным о содержании хлорофилла а.
Спектральное распределение коэффициентов поглощения света неживым взвешенным веществом и растворенным органическим веществом описывается экспоненциальной функцией. Установлено, что в пределах ВКС на протяжении всего года величина экспоненциального коэффициента (S) для спектров поглощения света неживым взвешенным веществом варьирует в диапазоне 0,010 – 0,015 м-1. Относительный вклад неживой взвеси в поглощение света всем взвешенным веществом на длине волны (~ 440 нм), соответствующей максиму поглощения фитопланктона в синей части спектра, в основном составляет 15 – 25%, достигая 50 % в период после интенсивного зимне-весеннего «цветения» фитопланктона. Величина S для спектров поглощения света растворенным органическим веществом (CDOM) изменяется от 0,015 до 0,026 м-1. Относительный вклад CDOM в общее поглощение света растворенным и взвешенным веществом на длине волны ~ 440 нм при этом варьирует в пределах 30 – 70 %. Достоверных различий рассмотренных показателей между сезонами на основе имеющегося массива данных не выявлено.
Результаты исследования были использованы для развития региональной модели оценки концентрации хлорофилла а в поверхностных водах, определения спектральных коэффициентов поглощения неживым взвешенным и растворенным органическим веществом, подводной облученности и первичной продукции в зоне фотосинтеза Чёрного моря по спутниковым данным.
Работа выполнена в рамках проекта РФФИ №14-45-01595 р_юг_а.