黄东海海区总悬浮物散射特性研究

我国黄东海水体散射特性非常复杂,这是造成该海域水色区划特点显著的原因之一。文中利用2003年4月黄东海试验数据(HD200304)对总悬浮物(TSM,Total Suspended Matter)的后向散射概率~bbs和单位散射系数bs*进行研究。基于对现场数据的统计分析,我们开发了总悬浮物后向散射概率模型,通过相对偏差分析表明,有近90%的样品反演相对偏差控制在±30%之内。对总悬浮物单位散射系数研究时,选择555 nm为参考波段,开发了不同波段间总悬浮物单位散射系数关系模型,通过相对偏差分析表明,有近94%的样品反演相对偏差在±10%之内,反演效果非常好。     

两种水体后向散射系数测量方法的比较研究

水体后向散射系数的测量方法是固有光学量中的一个难点和待完善部分.以2010年9月蓬莱航次获得的实验数据为例,比较分析了分光光度计测量水体后向散射系数与水体后向散射系数测量仪HvdroScat-6测量法的实测结果,结果表明两者所测结果在蓝绿光波段有较好的一致性.     

黄东海春季水体后向散射系数的经验模型研究

水体后向散射系数的反演模型研究是 II类水体生物 -光学算法开发的重要组成部分。通过对 2 0 0 3年 4月黄东海试验获得的水面之下遥感反射率 rrs (λ)和后向散射系数 bb (λ)的分析 ,以 bb (4 1 2 )为中间变量 ,根据水体后向散射系数的光谱特点 ,统计获得了 rrs (λ)反演的统计模型。从整体反演的效果可见 ,该模型在试验水域可使 73%的样品反演相对偏差控制在± 30 %之内 ,且多集中于± 1 0 %之内     

基于FTF/T-R法的水体后向散射系数测量方法研究

文章给出了一种利用FTF/T-R方法的操作原理并结合算法获得水体悬浮颗粒物后向散射系数的方法.通过该方法对藻类样品和悬浮泥沙样品的后向散射系数进行测量,样品的转移效率超过92.2％,悬浮泥沙样品后向散射系数光谱曲线呈现幂指数曲线特征.利用该方法对标准颗粒物进行测量,其实际测量值与理论计算值的对比结果显示:380～480nm波长范围内,两者的相对标准偏差为21％,480～565nm两者的相对标准偏差为9.7％,565～680nm实测值大于理论值,证明该方法对于测量水体后向散射系数是一种可行的方法.     

北部湾后向散射系数的时空分布与变化分析

后向散射系数是固有光学量中散射系数的重要组成部分,在海洋水色遥感反演中具有重要的作用。本文对比分析了北部湾2017年冬季和2018年夏季41个站位点所测得的数据,得到后向散射系数的空间分布以及后向散射系数与悬浮泥沙之间的关系,主要获得如下结论:(1)后向散射系数光谱曲线呈现平缓减少趋势,各个波段的后向散射系数的光谱模型呈乘幂形式;(2)北部湾后向散射系数空间分布特征受潮汐洋流的控制,表现为近岸高值、离岸低值的特征,与黄海、东海等海域后向散射系数空间分布相类似,而且冬季高值区域分布比夏季大;(3)后向散射系数与悬浮泥沙质量浓度相关性较好,其判定系数R²=0.69,可建立与悬浮泥沙质量浓度的关系模型。     

后向散射系数测量仪实验室定标技术

水体后向散射系数(bb)是水色遥感的重要参数之一,其现场准确测量的关键是测试仪器的严格定标。文章将针对我们从美国Hobilabs公司引进的HS-6后向散射测量仪的实验室定标和定标中的注意事项、数据结果分析以及自然光对实验室定标的影响进行阐述。     

光学后向散射法在海洋现场探测无机悬浮颗粒物质的应用研究

本文论述了使用作者于１９８８年研制成功的国内第一台拖曳荧光计系统，通过改换荧光测量滤片为中性滤光片。     

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.     

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。     

水体颗粒后向散射系数测量一致性对比实验研究

颗粒后向散射系数是水体最重要的固有光学参量之一,也是海洋水色卫星遥感的核心参数。现场准确测量水体颗粒后向散射数据,对于水色遥感模型构建以及水色遥感产品真实性检验至关重要。本文针对常用的3种水体颗粒后向散射系数原位测量仪(HydroScat6,VSF3和BB9),通过比测实验,对三者测量结果的一致性进行了比较分析。结果表明,在清洁水体中3种仪器对颗粒后向散射系数测量具有较好的一致性;但在浑浊水体中,HydroScat6和BB9测量值会比VSF3高,三者偏差显著增大。同时,数值模拟和实验结果均表明,颗粒形状会对测量结果产生影响,3种仪器对球形颗粒的后向散射系数测量结果的一致性显著好于野外颗粒结果。     

黄、东海浮游动物物种多样性分布特征

为研究黄、东海浮游动物的种类组成及生物多样性特征,本文利用2006—2009年在黄海和东海进行的4个季节的断面调查所获得的大中型浮游动物样品进行了分析,并探讨了浮游动物与海洋环境因子的关系,特别是黑潮流系对黄、东海浮游动物物种多样性分布的影响。结果显示,4个季节共记录到浮游动物种类850个、浮游幼虫37类,合计种类887个。浮游动物的物种多样性存在显著的季节变化,但4个季节的生物多样性平面分布趋势基本一致,即黄海东海近岸东海外海。在黄海,多样性的纬向梯度较小而趋于均匀;而在东海,浮游动物的物种多样性变化梯度很大,呈现从外海到近岸、从南到北逐渐降低的趋势。浮游动物的物种多样性随黑潮流系影响的减弱而逐渐降低。黄海和东海的浮游动物群落存在显著差异。东海浮游动物群落的出现是黑潮流系对暖水种输运的结果。     

黄、东海区光谱漫衰减系数特性研究

利用剖面仪于2003年3-4月在黄、东海实测的水下向下辐照度剖面数据,建立了黄、东海光谱漫衰减系数模型。在400～600nm波段,漫衰减系数和波长之间存在近似的线性关系。每一个波段的漫衰减系数与490nm波段的漫衰减系数Kd(490)最小二乘法线性回归的R^2值都超过了0．99。通过对光谱散射直线的斜率与波长进行回归。可以得到光谱散射曲线的斜率与波长的关系,R^2值为0．974。利用本文建立的光谱漫衰减系数模型,可以从一个已知波段漫衰减系数反演出任何另外～个波段的漫衰减系数,从而大大地减少了在水色反演中未知因子的个数。并且．利用现场的实测数据对模型进行了检验和误差分析。各通道的反演误差随着Kd(490)的增加而总体降低。在Kd(490)较低区域,反演误差值虽然较高。但大部分集中在20％以内。各通道平均反演误差范围在9％以下。     

Ocean Color Satellite Imagery and Shipboard Measurements of Chlorophyll a and Suspended Particulate Matter Distribution in the East China Sea

Satellite-derived ocean color data of Coastal Zone Color Scanner (CZCS) on board the Nimbus-7 and Ocean Color and Temperature Scanner (OCTS) on board the Advanced Earth Observing Satellite (ADEOS) are jointly used with historical in situ data to examine seasonal and spatial distributions of chlorophyll a (Chl-a) and suspended particulate matter (SPM) concentrations in the East China Sea. Ocean color imagery showed that Chl-a concentrations on the continental shelf were higher than those of the Kuroshio area throughout the year. Satellite-derived Chl-a concentrations are generally in good accordance with historical in situ values during spring through autumn (although no shipboard in situ measurement was conducted at nearshore areas). In contrast, ocean color imagery in winter indicated high Chl-a concentrations (4–10 mg m^–3) on the continental shelf where bottom depth was less than 50 m when surface water was turbid (2–72 g m^–3 of SPM at surface), while historical in situ values were usually less than 1 mg m^–3. This suggests that resuspended bottom sediment due to wind-driven mixing and winter cooling is responsible for the noticeable overestimation of satellite-derived Chl-a concentrations. The algorithm for ocean color needs to be improved urgently for turbid water.     

东海悬浮体的分布特征及其演变

悬浮体系指悬浮在水中,经过过滤能停留在滤膜或滤纸上的一切物质质点，其中包括泥沙颗粒、浮游生物及各种胶体物质等。悬浮体浓度分布是自然环境条件的综合反映，与物质来源，海洋环流、潮流、波浪等动力要素密切相关。因此，悬浮体浓度及运移途径是测试环境条件的重要参数，对其进行研究将对开发港口、合理利用土地资源、保护生态环境具有重要的实际意义，对于探讨现代沉积过程则具有理论意义。     

夏季黄东海颗粒有机碳的分布特征

根据2006年6～7月对黄东海大面调查的资料,分析研究了黄东海颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)的浓度和分布特征。结果表明,夏季黄东海POC的浓度范围是6.07～2 204.17μg.L-1,平均浓度为147.15μg.L-1。POC整体上呈现近岸浓度较高、远岸浓度较低,北部浓度较高,南部浓较低的分布特点;在长江口外及浙江近岸海区存在POC的高值区,特别是长江口外,表层和底层POC浓度很高,这主要是受到长江陆源输入的重要影响。在垂直分布上,南黄海区POC的浓度分布整体上呈现上层水体浓度较低,下层水体浓度较高的特点,这主要是受底质再悬浮的影响。而东海区呈现近岸POC浓度较高,离岸POC浓度较低的特点,这主要是受长江冲淡水输入的影响。     

黄东海夏、冬季颗石藻群落及其分布研究

2009年作者对中国黄东海海域夏季(7月20日至9月1日)与冬季(12月23日至2月5日)的两个季度月的颗石藻群落与分布进行调查研究。2009年夏季,中国黄东海海域调查区共发现21种颗石藻,其优势物种分别为赫氏艾密里藻(Emiliania huxleyi)、大洋桥石藻(Gephyrocapsa oceanica)、纤细伞球藻(Umbellosphaera tenuis)和深水花球藻(Florisphaera profunda)。颗石藻细胞丰度为0.23×103~17.62×103个/L,平均值为2.84×103个/L。2009年冬季,中国黄东海海域调查区共发现20种颗石藻,其优势物种分别为赫氏艾密里藻(E.huxleyi)、大洋桥石藻(G.oceanica)、深水花球藻(F.profunda)和纤细伞球藻(U.tenuis)。颗石藻的细胞丰度为0.12×103~35.35×103个/L,平均值为3.84×103个/L。本文系统地研究了颗石藻在我国黄、东海陆架海域的分布(特别是垂直分布),并对其作出了描述与分析,以期为关于中国海颗石藻群落分布等基础性研究提供可靠资料。     

冬季黄东海溶解有机碳的分布特征

于2007-01-02对黄东海溶解有机碳(DOC)进行采样并用高温催化氧化法进行测定,分析了其质量浓度和平面分布特征。结果表明,DOC的质量浓度范围为0.440～2.491mg/L,平均质量浓度为(0.967±0.284)mg/L;DOC的平面分布呈现近岸高外海低的特征,近岸高值主要集中在长江口以南海域,主要受陆源输入的影响;外海DOC高值区主要集中在28°N以南,126°E以西的海域,来源于浮游植物的初级生产;东海东南部为DOC的低值区,主要受贫营养的黑潮水控制。垂直方向上,DOC由表到底变化较小,表层和10m层受生物活动影响质量浓度相对较高,底层高值主要来自于沉积物再悬浮的作用。     

渤、黄、东海悬浮物质量浓度冬、夏季变化的数值模拟

采用HAMSOM三维正压水动力模型结合粒子追踪的悬浮颗粒物输运模型模拟了渤、黄、东海悬浮物质量浓度冬、夏季变化。模拟结果显示,潮流和底质对悬浮物质量浓度的分布有决定性的作用,沉积物再悬浮对悬浮物质量浓度分布影响大,冬季尤为显著。莱州湾中西部和渤海湾南部悬浮物终年维持高质量浓度,古黄河口冬季再悬浮物的质量浓度高于其它季节的。长江口附近悬浮物终年维持高质量浓度,夏季长江口东北悬浮物的质量浓度高于冬季的,浙江沿岸冬季悬浮物的质量浓度高于夏季的。