由TSRB辐射计数据估算海面离水辐亮度的经验方法

为建立基于经验统计的TSRB辐射计数据估算离水辐亮度的方法,利用SeaBASS数据库中640多个现场测量的辐亮度和辐照度光谱剖面数据,建立向上辐亮度衰减系数K_(lu)的经验算法.此算法为幂指数形式,输入变量为水下0.65 m的向上辐亮度(490 nm)与海面上向下的辐照度(555 nm或665 nm)之比(即为TSRB直接测量的两个参数).当水体较清时,输入为蓝绿波段之比,当水混浊时,采用蓝红波段之比.获得了K_(lu)后,海面以上的辐亮度(离水辐亮度)由z=0.65 m处的辐亮度外推获得.初步的检验结果表明,该方法对一类和二类水域都有很好性能,且算法实现简单,运行速度快.     

基于S2000光谱仪的小型海面高光谱辐射计的研制

将普通的小巧型S2000光谱仪组装改造成用于海面测量的高光谱辐射计,安装在船只等移动平台上进行原位测量,可以获得向下辐照度和向上辐亮度的实验数据.阐述了整体设计思路,说明了其光路结构,光学采集单元分为光谱辐照度光学探头和光谱辐亮度光学探头.叙述了通过机械结构的调整来更准确地测量离水辐亮度,并给出了基于计算机进行显示和存储的编程软件.此系统获得的试验测量结果可以为海洋学研究提供充分的现场光学数据,有一定的实用价值.     

东海海域典型赤潮水体反射光谱模拟研究

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)是我国东海海域的典型赤潮藻种,其在水体中通常呈垂直非均匀分布,并存在季节性和日内的垂直迁移现象。本文通过量化垂直迁移过程中东海原甲藻的分布状态,利用Hydrolight软件数值模拟各状态下的水体反射光谱,研究其光谱特征和变化规律。利用叶绿素浓度高斯垂向模型表征东海原甲藻在水体中的垂直分布,结合东海近岸海域二类水体的生物光学模型,模拟得到垂直迁移过程中东海原甲藻赤潮水体的反射光谱。对比分析叶绿素浓度垂向分布参数(背景叶绿素浓度、甲藻主体水层厚度、水体总生物量和叶绿素浓度峰值深度)对水体反射光谱的影响。研究结果表明,在东海原甲藻从次表层向表层垂直向上迁移过程中,水体反射光谱数值在蓝绿波段(400—570nm)减小,在黄红波段(570—720nm)增大,特别是在叶绿素荧光效应波段(680nm)处的变化尤为明显。     

南沙群岛海域水体漫衰减系数Kd(490)的特性研究

对南沙群岛海区水体Kd(490）的特性进行了深入分析和探讨,研究结果表明：Kd（490）的垂直分布与同步测量的海水叶绿素a浓度的垂直分布有很强的相关性;Kd（490）的垂直分布反映出该区域海水存在较强的分层现象,研究中还发现上行辐亮度漫衰减系数KL（490）与Kd（490）垂直变化趋势相当一致,但是以二者达到最大值的深度为界,上层水体的KL（490）值稍大于Kd(490）值,在这一深度以下则相反。     

中国海洋水色遥感器瑞利散射定标研究

水色遥感是海洋环境监测的主要技术手段之一.对于任何海洋水色遥感器来说,监测其在轨期间的定标系数变化是非常重要的,否则无法得到精确的定量产品.以我国“HY-1B”卫星水色遥感器为研究对象,开展了基于大洋水体上空的瑞利散射定标方法研究,利用通过对SeaWiFS数据叶绿素、离水辐亮度和气溶胶产品进行分析,选择了符合条件的7个海区实施大气瑞利散射定标,根据2010年12月份选定的4个区域定标结果得到不同海区/不同时间获得的定标系数一致性较好,CH1至CH6的定标系数标准差分布在0.9％～2.1％的范围内,因此瑞利散射定标是有效的非现场定标方法,具有较高的定标精度,其总误差在4.09％.     

船舶含气泡尾迹的光学特性研究

基于充分挖掘卫星遥感应用于海洋监测能力的需求,通过海上试验测量船舶含气泡尾迹海水的物理、光学特征,研究气泡群对不同水体光学特征的影响,例如离水辐亮度、遥感反射率.这些工作可为通过星载光学传感器遥感获取船舶尾迹信息提供理论依据.试验证明在可见光和近红外波段船舶含气泡尾迹相对于背景海水的离水辐亮度、遥感反射率都不同程度地得到了增强,并且在一类水体中含气泡尾迹的光谱后向散射无论是相对增幅还是绝对增幅都要远大于二类水体中的.     

CMODIS资料提取叶绿素a浓度的反演算法研究

中分辨率成像光谱仪(CMODIS)是我国“神舟3号”飞船上对地观测主载荷,是我国第一台上天的具有测量海面叶绿素a浓度能力的成像光谱仪.利用宽视场海洋水色扫描仪(SeaWiFS)反演叶绿素a浓度作为参考值建立CMODIS资料处理模型,得到三个基于蓝绿波段比值法的叶绿素a浓度反演算法,平均相对误差分别为26.6%,24%和33.5%,均方根误差分别为1.16,1.15和1.23 mg/m3.在叶绿素a浓度反演误差允许范围小于35%的条件下,比值算法的适用范围为悬浮泥沙浓度小于5 g/m3的海区.悬浮泥沙的强散射作用导致比值算法在高悬浮泥沙浓度条件下产生高估叶绿素a浓度反演值的现象;在中低悬浮泥沙浓度的海区,悬浮泥沙和浮游植物对离水辐亮度的综合作用使比值算法存在低估叶绿素a浓度的趋势.     

吕宋海峡夏季叶绿素a荧光的拖拽剖面测量

叶绿素a是海洋初级生产力估算中的一个重要基础参数。以2008年8月—9月走航式船载多参数拖曳式剖面测量系统为平台,搭载叶绿素荧光计进行剖面测量所获取的现场实测数据为依据,分析了南海吕宋海峡附近A、B、C三个海域叶绿素a的空间分布状况,并探讨了叶绿素a与其他环境参数之间的关系。结果表明:叶绿素a垂直分布在水深100 m范围内呈现单峰型和双峰型两种现象,其峰值主要出现在水深50~90 m;叶绿素a与温、盐分别呈负相关与正相关关系;溶解氧垂直分布最大值出现在叶绿素a垂直分布最大值的上方,此种分布现象与浮游植物的光合作用密切相关。整个研究海区叶绿素a存在西高东低的特征,该分布特征与研究海域受西太平洋水和流场的影响有较大关系。     

南海叶绿素a浓度垂直分布的统计估算

分析整理了1993—2006年近10 a南海北部海域、南沙海域和南海其他海域的叶绿素a浓度历史航次调查资料,基于前人提出的全球叶绿素浓度垂直分布的统计分析模式,根据南海表层叶绿素a浓度大小的不同分级,对南海叶绿素a浓度进行了参数化处理,拟合估算了南海各水层剖面的叶绿素a浓度分布值,并结合不同海区的环境特征,分析了南海叶绿素a浓度垂直分布与其海水物理环境的关系。初步分析结果表明,叶绿素a浓度随深度垂直变化的拟合曲线呈一定倾斜的正态分布特征,当表层叶绿素a浓度较低时,作为南海深水海盆区的代表,拟合值更接近实测平均值的分布,叶绿素a浓度高值集中在次表层剖面上;当表层叶绿素a浓度较高时,作为近岸区和河口区的代表,高值多集中在表层海水,拟合误差偏大。该统计估算模式对于揭示南海叶绿素a浓度垂直分布结构进行了有益的尝试,为发展适合不同海区特点的模式以及校正参数奠定了基础。利用该模式与海洋水色卫星遥感数据有效结合,将对南海叶绿素a浓度时空分布格局的研究具有重要的意义。     

海面光谱辐射计系统研制及遥感反射比的测量

本文报道海面光谱辐射计的研制、定标和海上现场实验测量。运用一个 2 5 6元光电二极管列阵传感器件测量海面离水辐亮度和向下辐照度的光谱分布 ,可计算得出遥感反射比。该仪器所测量的数据可以用于海洋方面相关专业的科学研究 ,并给出海上实验测量数据