青海湖水色要素吸收光谱特性分析--黄色物质、非色素颗粒和浮游植物色素

根据2003年青海湖航次获取的数据,分析了黄色物质、非色素颗粒和浮游植物色素吸收系数的光谱特点、分布趋势和相对比例,并得到了黄色物质和非色素颗粒的斜率经验值。     

探讨黄色物质吸收曲线参考波长选择

黄色物质吸收系数可表示为吸收系数曲线斜率经验值的函数。利用春季黄海海区现场测量的黄色物质光谱吸收系数数据，分析评价不同参考波长拟合吸收系数曲线斜率的差别和效果。结果表明不同参考波长拟合得到的斜率差别微小，并以440mm为参考波长的斜率在海区测量的应用效果最好。     

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。     

南黄海和珠江口海区非色素颗粒物光谱吸收特性

文章对南黄海(ST03)和珠江口(ST07)海区不同季节的非色素颗粒物吸收光谱数据进行分析,通过分析404个站位的实测数据,得到非色素颗粒物吸收光谱的特点,结果显示两个海区夏季测量的吸收系数在特征波段(440 nm)的吸收值均小于其他季节测量的吸收值。同时,对非色素颗粒物吸收光谱经验斜率进行分析,ST03夏季Sd=0.009 1 nm-1(标准偏差=0.000 8 nm-1),ST03春季Sd=0.009 6 nm-1(标准偏差=0.000 7 nm-1),ST07夏季Sd=0.008 3 nm-1(标准偏差Sd=0.001 8 nm-1),ST07冬季Sd=0.009 7 nm-1(标准偏差=0.000 9 nm-1)。对获取的经验斜率进行验证,评价其在同一海区不同季节的适应性,结果显示经验斜率的应用效果良好。     

中国近海水体三要素吸收系数的比例分布特征研究

中国近海是典型的二类水体,水色三要素组成复杂,水色三要素是影响中国近海水体光学特性的重要因素。基于2006-2007年在中国近海进行的现场调查,获取了1 012个站位的三要素吸收系数数据,对三要素吸收系数的比例分布特征进行了分析。结果表明:在近岸海区二类水体区域,非色素颗粒占主导,在渤海海区所占比例高达57%;在远洋海区,浮游植物和CDOM占主导,两者共同决定了远洋水体的光学性质,叶绿素和CDOM所占比例高达90%以上;中国近海三要素吸收系数的比例分布,占主导作用的是黄色物质和非色素颗粒物,所占比例分别为36%和34%;浮游植物色素所占比例为27%。     

中国近海非色素颗粒物的光学特性

非色素颗粒物是中国近海水体光学特性的重要影响因素。基于在中国近海海洋光学调查中获取的1355个站位的非色素颗粒物吸收系数数据,对非色素颗粒物440nm吸收系数ad(440)及其光谱斜率Sd进行了分析,研究表明:1)在封闭或半封闭海湾以及河口海域的ad(440)较其他海域明显偏大;2)ad(440)占水体440nm总吸收系数at(440)的百分比值分布特点与ad(440)的分布特点一致,即ad(440)越大,其对水体总吸收的贡献越大;3)Sd与ad(440)仅在两个海域表现出一定的弱负相关性,在其他绝大部分海域两者的相关性较弱。     

强壮前沟藻生消过程中水色组分吸收特性

依据2011-07强壮前沟藻藻种培养实验期间的实测数据,分析了其生消过程中各水色组分的吸收特性。结果表明:在生消过程的始末阶段,以非色素颗粒物和有色可溶性有机物(CDOM)吸收为主,中间阶段,则以浮游植物吸收为主。浮游植物吸收光谱在440nm和675nm存在明显的特征峰;在整个生消周期内先上升后降低,直至消失;非色素颗粒物和CDOM吸收光谱随波长增加均呈指数衰减趋势,前者光谱幅高先增后减,但后者变化无明显规律。各水色组分与叶绿素质量浓度均存在一定的相关关系,无论在生长期或是消亡期,浮游植物、非色素颗粒物吸收系数与叶绿素质量浓度存在正相关关系;但CDOM吸收系数与叶绿素质量浓度在生长期存在正相关关系,而在消亡期变为负相关关系。这可作为改进赤潮水体叶绿素质量浓度遥感算法、有效判别赤潮以及识别赤潮优势藻种等的科学依据。     

2003年春季长江口海域黑水现象研究

长江口海域处于东海大陆架,水深较浅,受长江、钱塘江入海径流及潮汐搅拌的影响,水体浑浊度高,属于典型的二类水体。在浑浊二类水体由于水体中悬浮颗粒的散射作用,离水辐亮度通常较大洋清洁水体的大。通过分析2003年春季黄海、东海二类水体光学试验数据和同时段SeaWiFS卫星遥感数据,发现在长江口东南海域有一个归一化离水辐亮度极小的黑水区域,它在412~670nm波长的归一化离水辐亮度均小于0.5mW/(cm2·μm·sr)。利用现场实测的水体固有光学特性参数(色素吸收系数、非色素颗粒吸收系数、黄色物质吸收系数、颗粒散射系数、颗粒后向散射系数等)和水色要素浓度数据,分析了长江口海域黑水现象的机制,结果表明,长江口外黑水现象主要是由于水体后向散射系数值极小引起的,而造成颗粒后向散射系数值极小的原因主要有两种,一是颗粒物含量低,二是颗粒后向散射率的值小。黑水区浮游植物色素吸收所占的比例较高,大粒径的有机颗粒(浮游植物)导致黑水区域的颗粒后向散射率的值偏小。长江口海域黑水是在特定的颗粒物低含量及颗粒后向散射率极小的条件下出现的光学现象。     

珠江口颗粒物吸收系数与盐度及叶绿素a浓度的关系

海水中总颗粒物的吸收系数可表达成非藻类颗粒物与浮游植物的吸收系数之和，利用可定量测量的滤膜技术(QFT)测定水体中颗粒物光谱吸收系数。非藻类颗粒物的吸收系数随着波长的增大而减小，可用指数衰减规律来描述；光谱斜率S较离散，但平均值与文献报道的一类水体S的平均值很接近；光谱截距ad0(λ0)随盐度增大而减小，二者有很好的线性关系。浮游植物的比吸收系数和叶绿素a浓度之间存在非线性关系，但是，比吸收系数与叶绿素a浓度之间的非线性关系同时还与波长有关，在叶绿素a的2个吸收峰443nm和670nm附近非线性关系特别明显，而在530-640nm之间两者的非线性关系则较弱。     

应用CDOM光学特性估算水体COD——以辽宁省盘锦市双台子河和辽东湾为例

有色可溶性有机物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)是水体中一类重要的光吸收物质,在水色遥感中,其光学特性主要以440 nm处的吸收系数和光谱斜率来表征,利用这些光学特性进行水环境要素遥感反演具有较广泛的应用前景.化学需氧量(chemical oxygen deman...     

黄东海海区春季半经验分析生物-光学算法研究

基于2003年4月黄东海试验获取的现场实测的水体表观光学参数和固有光学参数数据,对生物-光学半经验分析算法进行了研究。根据算法的基本原理开发了黄色物质吸收系数光谱模型等一系列经验模型,利用多元非线性最小二乘法求解、反演叶绿素a浓度,并对模型进行检验。结果表明,模型的反演值与实测值的一致性较好。     

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。     

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。     

黄东海秋季色素经验算法研究

对海洋色素浓度的监测是海洋水色遥感的主要目的之一。文章基于HD200309航次同步获取的表观光学数据和叶绿素a数据,开发了黄东海秋季色素反演经验算法。从反演的效果可见,有85%的样品控制在±40%之内。     

水体主要成分对表观光学量的影响

遥感反射率是水色遥感中很重要的表观光学量,它和水中色素物质含量有很密切的关系,尤其是在二类水体中,对研究和反演水色3要素：浮游植物色素、总悬浮物、可溶性有机物的浓度起着很重要的作用。通过对分析模型进行模拟分析,同时利用2003年春季黄东海试验的实测数据,对3要素不同含量和相应的遥感反射率之间的关系进行初步探讨,得出一些结果。     

黄海南部和东海小黄鱼资源分布差异性研究

根据2006年6月～2007年4月黄海南部和东海底拖网监测调查资料,比较分析了2个海域小黄鱼资源密度指数(CPUE)分布、环境因子特征、CPUE与环境因子相关关系的差异.研究结果表明,黄海南部和东海小黄鱼资源密度指数分布除了秋季分布有显著差异之外(t′_((33))=2.69,P=0.011),其余季节分布均无显著差异(春季:t′_((43))=1.68,P=0.104;夏季:t′_((60))=0.31,P=0.756 7;冬季:t′_((43))=1.74,P=0.089);夏季的底层盐度分布和水深分布没有明显差异,在其他季节,黄海南部和东海的底层水温、底层盐度和水深分布等环境特征的差异明显,均达到极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)水平;资源密度与环境因子回归分析和AIC模型选择中,2个海域夏季的小黄鱼资源密度受到有显著性影响的环境因子数最多,而冬季受到有显著性影响的环境因子最少.综合推断,黄海南部和东海小黄鱼具有不同空间分布特征和环境分布特征,2个海域的小黄鱼分属于不同种群,但在2个海域交界处有混栖种群.     

Comparative analysis of the methods used for the determination of the optical parameters of waters in the black sea according to the data of satellite measurements

We demonstrate the possibility of determination of the spectral characteristics of absorption and backward scattering of light in the Black Sea according to the data of a SeaWiFS satellite device. We use specially selected data of observations obtained under favorable atmospheric conditions. It is shown that the results of calculations performed by using different methods are almost identical and weakly depend on the model parameters of the spectral course of the coefficients of absorption of light by yellow substance and its scattering by suspended particles.     

黄海南部小黄鱼洄游分布及种群结构特征

Monthly fishery survey data of the small yellow croaker Larimichthys polyactis in the southern Yellow Sea from2003 and 2013 were employed to evaluate the variation in the resource distribution and biological characteristics(especially body length and sex ratio) in the population on a decadal scale.The results indicated that the small yellow croaker migrated from the Shawai fishing ground to the Dasha fishing ground in spring and was mainly distributed in the central and western parts of the Dasha fishing ground in April and May.Larimichthys polyactis in the Dasha fishing ground migrated eastward to offshore wintering grounds in autumn and reached the central Dasha fishing ground in October and November.The small yellow croaker entered the western waters of the Shawai fishing ground in winter.A large number of age 0+ fish occurred in the Shawai and Jiangwai fishing grounds in October of 2003 and 2013.The body lengths of the spawning stock and wintering stock in 2013 were larger than those in 2003,and the monthly sex ratios(female to male) were significantly less than 1 in both years.The monthly distribution of this fish in the southern Yellow Sea was consistent with a previous finding that "the stock migrated between the wintering grounds in the west of Jeju Island and the Lüsi spawning grounds" but tended to move more northward,with the spawning grounds extending outward.In the past decade,body length variation experienced a decline after an increase,rather than a steady decrease.The sex ratio in the single-stick stow net showed a tendency to increase over the decade,but was either less than or more than 1 depending on the fishing gear;therefore,further studies should be conducted to determine the sex structure.