Среднемесячная оценка содержания взвеси и вертикальных потоков осадочного вещества в поверхностном слое Белого моря по данным спутниковых сканеров цвета

В Институте океанологии, начиная с 1998 г., по данным спутниковых сканеров цвета посредством алгоритмов, разработанных в ИОРАН, рассчитываются для морей России среднемесячные распределения концентрации хлорофилла, показателя поглощения желтого вещества и показателя рассеяния назад взвешенными частицами в поверхностном слое; последний непосредственно связан с содержанием взвешенного вещества. Начиная с 2002 г., каждые два года, выпускаются компакт-диски, в которых даны среднемесячные распределения вышеуказанных биооптических характеристик вод, диаграммы изменения их среднемесячных значений и среднегодовые значения для отдельных регионов морей России (сайт http://optics.ocean.ru). Расчеты выполнены посредством программного обеспечения, разработанного в ИОРАН и работающего в Microsoft Windows. Это программное обеспечение позволяет обрабатывать с помощью региональных алгоритмов ИОРАН файлы всех уровней от сканеров SeaWiFS и MODIS, создаваемые программным обеспечением НАСА SeaDAS (http://seadas.gsfc.nasa.gov).
Оценка содержания взвеси по данным спутниковых сканеров цвета в Белом море проводилось следующим образом. Были собраны все данные измерений концентраций взвеси за последние десять лет, причем значительная часть измерений выполнялась на ходу судна. Каждая точка измерений рассматривалась как потенциально подспутниковая, и для них подбирались данные спутниковых сканеров цвета MODIS-Aqua и SeaWiFS (доступны через Интернет – http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/). Данные собирались не только для подспутниковой точки, но и для близлежащих точек. Среди этого набора отбирались спутниковые данные, соответствующие хорошим погодным условиям; кроме того, проводилась тщательная отбраковка данных. Дело в том, что из-за малой яркости восходящего излучения в водах Белого моря (связанного, в первую очередь, с большим поглощением растворенной органикой) нередки значительные ошибки в рассчитываемых яркостях, связанные с погрешностями атмосферной коррекции. Помимо всего прочего это часто ведет к значительной «междупиксельной» изменчивости значений яркости.
В результате выполненной обработки данных были подобраны 64 пары одновременных измерений яркости восходящего излучения (по спутниковым данным) и концентрации взвеси, и по этим данным рассчитано соответствующее уравнение регрессии.
Параллельно с судовыми определениями концентрации взвеси, нами изучались и величины вертикальных потоков осадочного вещества методом седиментационных ловушек.
Известно, что концентрация взвеси и величина потока осадочного вещества неразрывно связаны, соответственно, между этими двумя параметрами в Белом море нами выявлена линейная зависимость, где R2 = 0,7 для 23 измерений.
Исходя из показанной выше статистической зависимости взвеси и потоков осадочного вещества, а иначе быть и не может, поскольку именно водная взвесь во всем своем многообразии является основным агентом потоков осадочного вещества, можно дать приблизительную оценку распределения величин потоков вещества во всей акватории Белого моря.
Пересчитав по уравнению регрессии значения среднемесячных распределений концентрации взвеси (мг/л) в поверхностном слое Белого моря, получаем схему распределения среднемесячных потоков осадочного вещества (Р, мг/м2/сут) из поверхностного слоя Белого моря.
Работа выполнена при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований № 21 Президиума РАН (Проект “Системные исследования морей европейской части России”), Гранта поддержки Ведущих научных школ НШ-3714.2010.5, Проект “Наночастицы…” (Отделения Наук о Земле РАН).