Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"
XIV.E.150
Метод определения содержания взвеси и растворенного вещества в морской воде по спектру восходящей яркости моря
Корчемкина Е.Н. (1), Латушкин А.А. (1), Мартынов О.В. (1), Шибанов Е.Б. (1)
(1) Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
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