Для решения задач оперативного подспутникового мониторинга в отделе оптики и биофизики моря Морского гидрофизического института РАН был разработан и изготовлен малогабаритный спектральный измеритель показателя ослабления света (ПОС). Он позволяет получать детальную информацию о биооптической структуре природных вод, в частности, о таких характеристиках, как концентрация минеральной взвеси [1]. С помощью измерителя ПОС были выполнены измерения в рейсе НИС «Профессор Водяницкий» в северной части Черного моря с 30 июня по 20 июля 2016 года. Измерения проводились в четырех спектральных участках – 460, 520, 590 и 625 нм. Количество полученных данных позволяет судить о пространственном распределении ПОС и содержании взвеси. Концентрация минеральной взвеси рассчитывалась по эмпирическим формулам [2], которые получены специально для Черного моря.
В настоящей работе данные о концентрации взвеси, полученные при помощи измерителя ПОС, используются для сопоставления с результатами обработки спутниковых измерений восходящей яркости. В работе использованы данные, полученные сканером MODIS-Aqua. Обработка производилась при помощи полуаналитического регионального алгоритма [3]. Алгоритм адаптирован под биооптические условия черноморских вод и позволяет рассчитывать концентрации пигментов фитопланктона, неживой органики и минеральной взвеси. В алгоритме применяется оригинальная вычислительная процедура, позволяющая минимизировать ошибку восстановления, а также стабилизировать решение и упростить расчеты. Как ранее было показано, алгоритм позволяет достаточно точно оценивать содержание минеральной взвеси в морской воде [4].
Для нейтрализации возможных погрешностей атмосферной коррекции применяется разработанный авторами ранее метод вычисления поправки для спектра восходящей яркости [5]. В нем для коррекции значения Rrs в коротковолновых каналах используется упрощенная двухпараметрическая модель коэффициента яркости моря, позволяющая по измерениям в зеленой части спектра оценить значение в канале 412 нм.
Проведенное сопоставление показывает качественное соответствие между пространственными распределениями концентрации взвеси, вычисленной по спутниковым и контактным данным. Наблюдающиеся перемежающиеся кольцевые структуры в поле распределения взвеси объясняются известным явлением меандрирования основного черноморского течения и переноса примеси образующимися вихрями.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ №14-45-01049 «Разработка регионального алгоритма определения биооптических характеристик прибрежных вод Черного моря по данным дистанционного зондирования», и №14-45-01610 «Новый подход к определению биооптических свойств вод по измерениям спектральных характеристик флюоресценции и рассеяния света в морской среде».

Ключевые слова: восходящая яркость, показатель ослабления направленного света, рассеяние, взвесь, полуаналитический алгоритм

Литература:

Латушкин А. А. Многоканальный измеритель коэффициента ослабления света для проведения океанографических подспутниковых исследований // «Управление и мехатронные системы». Севастополь: МГИ НАН Украины. 2013. С. 231-236.
Маньковский В.И., Соловьев М.В. Связь показателя ослабления излучения с концентрацией взвеси в водах Черного моря // Морской гидрофизизический журнал. 2003. № 2. С. 60–65
Ли М.Е., Шибанов Е.Б., Корчемкина Е.Н., Мартынов О.В. Определение концентрации примесей в морской воде по спектру яркости восходящего излучения // Морской гидрофизический журнал, 2015. № 6, C. 17 – 33.
Корчемкина Е.Н., Ли М.Е. Аномальные оптические характеристики прибрежных вод Черного моря в июле 2012 года и их связь с концентрацией минеральной взвеси в воде // Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 2015. № 10-1. С. 39-43.
Корчемкина Е.Н., Шибанов Е.Е., Ли М.Е. Усовершенствование методики атмосферной коррекции для дистанционных исследований прибрежных вод черного моря // Исследование Земли Из Космоса, 2009, №6, С. 24 – 30.

Презентация доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

254