Сравнение результатов гидрооптических измерений с данными спутникового сканера цвета MODIS-Aqua в Баренцевом и Карском морях в 2024 г.

Арктические моря являются важными объектами мониторинга состояния экосистемы ввиду изменения климата и активного антропогенного воздействия. В 95-ом рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» в июне-июле 2024 года были проведены гидрооптические измерения в Баренцевом и Карском морях в период схода льда.
Измерения коэффициента яркости моря проводились с помощью палубного спектрорадиометра (Pavlova et al., 2023) на станциях и на ходу судна. Удалось зарегистрировать спектры, соответствующие разным оптическим типам вод: первому – преимущественно на станциях в Баренцевом море; второму – вблизи областей распространения речного стока в Карском море. Также на северных станциях в Карском море зарегистрированы спектры коэффициента яркости моря в период цветения фитопланктона. Измерения показателя поглощения света морской водой и ее компонентами выполнялись с помощью интегрирующей сферы в конфигурации ICAM (Погосян и др., 2009; Глуховец и др., 2017). Наибольшие значения показателя поглощения желтым веществом в поверхностном слое наблюдаются на южных станциях в Карском море, что связано с влиянием речного стока, а показатель поглощения клетками фитопланктона сравнительно выше на северных станциях у кромки льда.
К данным судовых измерений с помощью программы SMCS (Шеберстов, 2015) были подобраны данные спутникового сканера цвета MODIS-Aqua второго уровня (https://oceancolor.gsfc.nasa.gov) с разницей в 24 часа. При сравнении результатов контактных и дистанционных измерений подобраны пары коэффициентов яркости моря с относительной ошибкой, не превышающей 15% в диапазоне длин волн 400-600 нм. Показатели поглощения света морской водой, полученные с помощью натурных измерений и спутниковых, обработанных стандартной биооптической моделью GIOP (Werdell et. al, 2013), лучше согласуются в случае более точных значений коэффициента яркости моря, полученных с помощью сканеров цвета. Однако относительная ошибка составляет 20.5% в диапазоне длин волн 400-700 нм при сравнении показателей поглощения света морской водой. Это говорит о необходимости уточнения рассчитываемых по значениям коэффициента яркости моря значений биооптических характеристик, например, с помощью региональных спутниковых алгоритмов (Копелевич и др., 2018).
Помимо этого, было проведено сопоставление значений относительных ошибок для пар спектров коэффициентов яркости моря со спутниковыми данными об оптической толщине аэрозоля. Оценка аэрозольной составляющей при обработке спутниковых данных с помощью алгоритмов атмосферной коррекции – важная процедура для получения точных данных о коэффициенте яркости моря. Сравнение рассматриваемых характеристик показало, что при меньших оптических толщинах ошибка больше и, наоборот, при наибольших оптических толщинах ошибка меньше. По всей видимости, это связано с некорректным учетом сигнала, соответствующего аэрозолю, при обработке данных о яркости на верхней границе атмосферы, поэтому требуются дополнительные модельные расчеты для уточнения этой характеристики или данные натурных измерений оптической толщины аэрозоля.
Данные судовых измерений получены в рамках государственного задания ИО РАН по теме FMWE-2024-0015. Обработка данных проводилась по соглашению № 169-15-2023-002.
Авторы благодарят Володина В.Д., Дерягина Д.Н., Круглинского И.А. за помощь в проведении измерений.