黄东海海区表观光学特性和固有光学特性春季模式研究

在海洋光学研究领域中,表观光学特性和固有光学特性是两大主要研究内容。通过2003年黄东海试验获取的表观光学参数中的水下遥感反射率rrx(λ)、固有光学参数中的后向散射系数bb(λ)和水体吸收系数α(λ),建立了区域性、季节性的表观光学特性和固有光学特性之间的经验模式,并对模式进行了误差分析和改进。     

中国近海海洋光学特性及其分布

在"我国近海海洋综合调查与评价"的光学调查项目中,通过2006年夏季、冬季和2007年春季、秋季的中国近海海洋光学调查试验,获取了表观光学资料、固有光学资料和相应的辅助资料。利用这些数据,开展了中国近海海洋光学特性及其分布研究工作。(1)通过分析特征波段遥感反射比(Rrs(412)和Rrs(490))的分布情况,发现主要河口有着明显的区域性和季节性变化特点。(2)通过分析遥感反射比光谱资料,发现了不同区域遥感反射比光谱体现了不同的特点,而且成因不同。(3)通过分析400nm水色要素吸收系数分布情况,发现了河流陆源物质输入对近岸非色素颗粒物分布特性有重要影响,其次对黄色物质也有很大的影响,而浮游植物及其腐烂降解的产物对水体中黄色物质浓度产生的影响不大。(4)通过分析400nm水色三要素吸收系数占总吸收系数比例,发现不同海区光学特性的主要影响要素也各不相同。     

海洋的固有光学特性

在西北大西洋、墨西哥级蒙特里湾,沿５条航线,确定了包括湾流、环流、陆坡、陆架及近岸水域中有色溶解有机质（ＣＤＯＭ）的吸收和荧光发射之间的定量关系。提出了确定ＣＤＯＭ荧光的方法,该方法使实验室之间的结果能相互比较交能进行航空荧光测量结果的校准。     

黄东海表观光学量与固有光学量经验模式研究

表观光学特性和固有光学特性是海洋光学研究领域的两大主要研究内容。文中通过2003年黄东海试验和2007年908专项海洋光学调查所获取的表观光学参数中的遥感反射率Rrs(λ)、水下遥感反射率rrs(λ)、海水透明度Zs、下行辐照度漫衰减系数Kd(490)、固有光学参数中的后向散射系数bb(λ)和水体吸收系数a(λ),建立了区域性、季节性的表观光学量和固有光学量之间的经验模式,并对模式进行了误差分析和改进。     

Ⅱ类水体光学特性的剖面测量方法

剖面测量方法是国际上推荐测量水体表观光学参数的首选方法，文章在简要介绍剖面测量原理的基础上，根据Ⅱ类水体特点对应用算法进行改进，并给出其应用效果。     

二类水体表观光学特性的测量与分析--水面之上法方法研究

水体光谱特性的测量与分析是海洋水色遥感的基础工作之一。水体光谱特性包括两个方面：表观光学特性和固有光学特性。现场直接获取表观光学特性有剖面法和水面之上法。在多次现场试验的基础上,主要针对二类水体从误差来源的角度来对水面之上法进行方法研究。同时,借鉴一类水体水面之上法的多种数据处理方法,对二类水体水面之上法的数据处理方法进行探讨。     

二类水体表观光学特性的测量与分析--剖面法方法研究

光学剖面法是测量水体表观光学参数的首选方法.文章在简要介绍剖面测量基本原理的基础上,分析了剖面法的误差来源,提出了减少误差的措施.同时,针对我国近岸水体的特点,重点介绍了三种改进的剖面法数据处理方法,应用效果良好.     

水下光谱辐射计光学特性的测试与分析

为适应高精度水下光学测量的需求，设计研制了多通道水下光谱辐射计。该辐射计可同步测量12波段的下行／上行光谱辐照度和7波段的上行光谱辐亮度。对该辐射计的主要性能指标，如余弦响应特性、浸没因子、光谱辐射精度、稳定性和重复性进行了室内测试和分析，用MonteCarlo方法模拟了阴影误差，给出并分析了现场实验数据及部分推导的物理量。结果表明，该光谱辐射计各波段的中心波长和带宽偏差小于1．6nm，稳定性优于5％，阴影误差可控制在5％之内，具有良好的余弦响应特性，满足当前定量化水色遥感现象光辐射测量的技术要求。     

珠江口海域主导光学因子的遥感分类及其变化特征

基于2014年5月和8月珠江口海域的现场和实验测量数据,分析了光学因子和生态参数的动态变化特征,并找出该海域的主导光学因子;基于模拟的MODIS数据,构建了水体组分特征波长处吸收系数的遥感反演模型,并结合MODIS卫星遥感影像,依据IOCCG规则对主导光学因子进行遥感分类,揭示了珠江口海域2014年逐月水体主导光学因子的动态变化特征。结果表明,珠江口海域水体以a_d、a_g以及两种共同主导类型为主,并且a_g、a_d两种光学因子主导类型所占比例最大,其次是a_g主导类型,a_d主导类型所占比例最小。同时发现a_d（442）、a_dg（442）均与无机悬浮物浓度有较好的正相关关系,说明CDOM和悬浮泥沙具有相似的来源和动力变化过程。     

高效液相色谱法测量青海湖浮游植物色素浓度

2003年8月，我们利用高效液相色谱法(HPLC)对浮游植物色素进行分类定量分析。结果表明青海湖的叶绿素类以叶绿素a和b为主，叶绿素a浓度最高；光合作用类胡萝卜素种类极少，浓度很低；光保护色素种类较多，浓度较高，其中以Zea，Diadino，β．β-Car和Viola为主。     

适合我国青海湖环境的全自动水文气象浮标系统

对青海湖水文气象自动观测浮标系统的背景作了简要说明，详细地介绍了该系统的总体性能指标。总结了在青海湖特定环境条件下工作的浮标系统必须解决的两项关键技术问题，给出了2000年和2001年两次青海湖现场运行过程中的部分观测数据。展望了改进后的浮标系统，用于江河湖海水文气象参数的长期连续自动观测、用于遥感卫星海上辐射校正场的广阔前景。     

用于海洋-大气辐射传递计算的光学参数数据库

开发和建立了用于海洋-大气辐射传递计算的光学参数数据库.它包括海中主要成分(纯海水、浮游植物、悬移质、可溶有机物)的固有光学参数(光谱吸收系数、光谱散射系数等)及大气中主要气溶胶的有关光学参数.在这些光学参数中,大多数是来自现场的直接测量,一些是间接测量获取,还有一些是通过理论计算得到.     

大连港外海域船舶尾迹光学特征研究

通过大连港外海上实验测量船舶含气泡尾迹表观光学特征(如离水辐亮度、遥感反射率),分析了尾迹气泡对极度混浊的Ⅱ类水体海水表观光学特征的影响.实验结果证明:无论在可见光还是近红外波段,尾迹气泡都增强了海水表观光学量,如"耘海"船尾迹遥感反射率在可见光波段相对背景海水提高了50%,在近红外波段相对提高了159%.数据分析结果表明在此种水体中,气泡使得尾迹海水水色变黄,而不是在Ⅰ类水体中使水色变绿.随着观测点在尾迹中的位置靠近目标船,气泡数密度不断增加,遥感反射率也随之增强.     

水体后向散射系数校正方法研究

后向散射系数是水色反演半分析模型的重要参数,后向散射系数的测量与分析是固有光学测量与分析的重要组成部分。为了更准确的获得后向散射系数数据,根据不同的实际测量情况提出了两种后向散射系数数据的校正方法,即利用散射与后向散射系数模型计算的散射系数替代法和实测数据替代法。结果表明这两种方法在比传统的数据校正方法有明显的优势,是一种符合水体剖面固有光学特性规律的数据校正方法。     

浑浊介质光学特性参数测量方法的研究

浑浊介质光学特性参数的精确测量对于介质中成分的确定具有重要意义。文章设计了单积分球系统测量浑浊介质的光学特性参数。系统中采用了自行设计的准直光路以使系统更好地符合逆倍增法(IAD)的模拟边界条件。采取双光路补偿及光源调制的方法以提高系统的测量精度及信噪比。测量得到了不同浓度浑浊介质在632.8nm及1064nm波长处的光学特性参数，并据之由漫射理论计算得到的光径向分布与漫反射系统实际测量结果符合很好。     

黄海、东海海区水体散射特性研究

半分析模型是水色遥感反演算法的研究热点,而水体后向散射系数对建立半分析水色反演模型是非常重要的参数.通过对黄海、东海海区的水体固有光学量测量数据进行分析,得到水体总后向散射系数与水体总散射系数的关系为乘幂关系,颗粒物后向散射系数随光谱变化的指数在高低浑浊度水体有很大差异,并初步得到黄海、东海海区水体的后向散射系数与总悬浮物浓度的关系,从而为水色半分析模型建立和水光学辐射计算提供一组散射特性模型.