Относительная прозрачность прибрежных вод Черного моря (по диску Секки) и ее зависимость от содержания взвеси

Измерение максимальной глубины видимости белого диска, которая считается количественной мерой относительной прозрачности, является одним из методов пассивного зондирования верхней толщи морских и пресноводных бассейнов. Метод широко используется при изучении световых полей и для определения некоторых гидрооптических характеристик. Привлекательность метода – в простоте использования и низкой стоимости. В настоящее время количество измерений прозрачности воды с использованием белого диска исчисляется миллионами, а число публикаций, в которых изложены различные методики расчета некоторых гидрооптических характеристик по значению zб, измеряется многими десятками. В некоторых из них проведен строгий анализ зависимости величины zб от первичных гидрооптических характеристик и условий наблюдения и разработана теория белого диска, в большинстве же публикаций предлагаются относительно простые эмпирические формулы для стандартизованных условий (см., например,[1-5]).
В данной работе на основе анализа материалов 10-ти морских экспедиций ИО РАН в прибрежной зоне российского сектора Черного моря получены эмпирические уравнения для регионального применения – Свмв=f1(zб) и Свов=f2(zб), позволяющие использовать значения zб для расчета концентраций взвешенного органического вещества (ВОВ) – Свов и минеральной взвеси (ВМВ) – Свмв в поверхностном слое моря. Экспедиции проходили в период с 1999 по 2016 г. Кроме измерения величин zб были определены концентрации хлорофилла – Схa и взвешенных веществ органического – Свов и минерального – Свмв происхождения. Всего было произведено 236 комплексных измерений. Пробы отобраны в разных числах мая и начале июня из приустьевых зон рек Мзымта, Сочи, Вулан, Пшада, Мезыбь, Туапсе, Ашамба, а также на акватории Феодосийского залива. Для оценки точности определения Свов и Свмв по предлагаемым эмпирическим уравнениям графически представлена изменчивость стандартной ошибки при изменении zб и построены трехмерные графики функций Свмв=f(zб, Свов) и Свов=f(zб, Схa), по которым можно судить о влиянии присутствия органической взвеси на вид функции Свмв=f1(zб) и концентрации хлорофилла на вид функции Свов=f2(zб). Кроме того, даны примеры карт распределения Свов и Свмв, построенных по результатам непосредственных измерений и по значениям, рассчитанным с использованием названных уравнений.
1) Tyler J.E. The Secchi disc //Limn.& Oceanogr. 1968. V. X111. №1. P. 1-6. 2) Маньковский В. И. Элементарная формула для оценки показателя ослабления света в морской воде по глубине видимости белого диска // Океанология. 1978. Т. 18(4). С. 750–753. 3) Козлянинов М.В. О расчете видимости белого стандартного диска // Океанология. 1980. Т. 20(2). С.329-334. 4) Levin J.M., Radomyslskaya T.M. Secchi disk theory: a reexamination //Current Research on Remote Sensing. Proc. of SPIE. 2007. V. 6615. P.1-11. 5) ZhongPing Lee et al. Secchi disk depth: A new theory and mechanistic model for underwater visibility //Remote Sensing of Environment. 2015. V.169. P.139–149.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 14-17-00382