黄东海非色素颗粒与黄色物质的吸收系数光谱模型研究

黄色物质和非色素颗粒物是我国近岸水体重要的水色成分,对其光谱特性的了解,直接关系到水色遥感色素算法的精度。文章对2003春季黄东海航次获取的数据分析处理,得到黄色物质吸收系数斜率经验值Sg=0.0175和非色素颗粒物吸收系数斜率经验值Sd=0.0103。经采用2002春季和2003秋季同海区试验数据进行检验,结果表明得到的光谱模型具有较强的区域适用性。     

南海典型海区浮游植物吸收光谱特征及遥感反演产品的精度评估

基于遥感手段准确估算浮游植物吸收系数a_ph(l), 可为长时间、大尺度范围识别浮游植物功能种群提供有力的数据和方法支撑。利用2003至2012年获取自南海、琼东、广东近岸和珠江口各典型海区的实测a_ph(l)数据, 对比分析表层光谱特征, 初步判断浮游植物种群结构差异; 基于MODIS-Aqua二级遥感反射率产品, 分别采用经验算法PL和半分析算法QAA对a_ph(l)遥感产品进行精度评估。结果表明, 以南海、琼东为代表的清洁海域和以广东沿岸、珠江口为代表的浑浊海域表层a_ph(l)光谱差异明显; a_ph(l)在清洁海域量值较小但在颗粒物吸收中居于主导, 而在浑浊海域并不占优; 浮游植物单位吸收系数a_ph^*(l)存在明显的空间差异, 色素打包效应以及色素组成是造成差异的可能原因。经验算法PL较之于半分析算法QAA反演得到的a_ph(l)(l=412, 443, 490)遥感产品精度更高, 平均相对误差APD小于22%; 采用区域优化算法NOCI获得的Chl-a产品作为输入参数, 算法PL所得的a_ph(l)遥感产品APD不超过14%。结果表明, 基于水色遥感产品进行a_ph(l)遥感产品精度评估和探讨不同海区浮游植物功能种群具有较强应用前景。     

南海乐东海域黄色物质浓度反演及其时空变化分析

为掌握南海乐东海域黄色物质浓度的时间及空间动态,对该海域黄色物质浓度反演方法及表达方式进行研究。利用在乐东海域遥感地质调查获取的黄色物质吸收系数数据对Carder和Tassan两种模型进行回归分析,得到黄色物质浓度反演模型。其中,利用Carder模型进行回归分析得到的回归模型决定系数R~2为0.62;利用Tassan模型进行回归分析得到的回归模型决定系数R~2为0.78。应用精度较高的Tassan回归模型反演黄色物质浓度并进行年度、季度变化分析,结果表明:1由近岸到深海,黄色物质浓度呈现逐渐下降的趋势,且分布一定程度上受洋流和人类活动的影响;2黄色物质浓度有逐年上升的趋势,在不同季节里,冬季黄色物质浓度最高。     

脱镁叶绿素对浮游植物吸收特性的影响

根据2007年6月期间对大连湾的调查数据,分析了脱镁叶绿素对浮游植物吸收特性的影响。由实测数据及相关文献推断出脱镁叶绿素蓝光和红光吸收峰分别位于412和670nm波段,并采用多元线性回归对脱镁叶绿素和叶绿素a的比吸收系数进行研究。结果表明,412nm波段脱镁叶绿素的比吸收系数远大于叶绿素a;440nm波段,叶绿素a的比吸收系数略大于脱镁叶绿素;670、675nm波段,叶绿素a的比吸收系数约为脱镁叶绿素的3倍。随脱镁叶绿素占色素总浓度比例的增大,浮游植物吸收曲线上蓝光吸收峰偏离440nm波段,逐渐向412nm波段靠近,并得到蓝光波段吸收峰的高度由脱镁叶绿素浓度决定,而红光波段吸收峰的高度由叶绿素a浓度决定。色素浓度与吸收系数进行乘幂函数拟合分析表明,412、440nm波段吸收系数与脱镁叶绿素浓度拟合相关性高于叶绿素a,而675nm波段相反。     

The absorption of water color components and spectral modes in the Pearl River estuary

In-situ data from cruises in the Pearl River estuary and adjacent marine areas were collected during March to May 2001. The absorption coefficients of the water color components were studied in detail containing total suspended matter (TSM), chlorophyll-a (chl-a), colored dissolved organic matter (CDOM), and de-pigment particles. For absorption coefficient of TSM, ap, and that of de-pigment particles, ad, correlations of ap(440)-TSM, ad(440)-TSM, ap(440)-chl-a and ad-chl-a were done (the italicized term means the concentration). There was a good correlation between ap(440) and chl-a concentration. An empirical relationship model between aph(675) and chl-a was developed showing a strong correlation of 0.93. Based on the two models the chl-a and aph(λ) were correlated. The values of calculated empirical spectral slope for CDOM absorption coefficients and that of de-pigment particles, 0.017 0 and 0.011 6 respectively, both are within a relative standard error of 10.0%.     

微囊藻和栅列藻吸收与散射特性的实验研究

利用分光光度计,分别检测不同浓度梯度的微囊藻和栅列藻的光束衰减系数、吸收系数等。根据线性加和关系计算出2种藻的散射系数。结果表明,400～650 nm光束衰减系数大致呈下降趋势,之后又逐渐上升.在675 nm附近出现由于浮游植物吸收而形成的峰值,微囊藻、栅列藻的c*(675)分别为(0.075±0.007)m~(-1)、(0.079±0.007)m~(-1)。微囊藻、栅列藻吸收系数、比吸收系数在440、675 nm存在明显的吸收峰值,PAR波段积分平均比吸收系数分别为0.0172、0.0178 m~2/(mgCh1a)。散射系数在440、675 nm一般出现谷值,而在550、700 nm一般为峰值。微囊藻、栅列藻PAR波段积分平均比散射系数分别为0.0686、0.0737 m~2/ (mgCh1a),比散射系数明显大于比吸收系数。另外,栅列藻比散射系数均要大于微囊藻.而其比吸收系数则差异不明显。微囊藻、栅列藻吸收系数与叶绿素a浓度存在非常好的线性关系,显示其不存在色素包裹效应。微囊藻、栅列藻平均Q*.值分别为1.13、1.19.均大于1.包襄因子的分析也证明不存在色素包裹效应。实验条件下得到比吸收系数、比散射系数可以用于计算浮游植物的吸收和散射系数。     

湖南锡矿山土壤重金属污染评价

在前人工作的基础上,运用地质累积指数等环境地球化学研究的方法,对锡矿山土壤及其农作物中重金属污染进行了分析与评价.结果表明: (1)土壤中以Sb、Hg、Cd污染最为严重,其污染程度达强度以上;Zn、Cu、As、Pb次之,Cr未受到污染. (2)萝卜中元素的生物吸收系数顺序为Zn＞Cd＞Pb=As＞Cu＞Sb＞Hg＞Cr,其吸收程度与土壤污染程度并不一致,除与土壤中元素的浓度有关外,且受元素的生物吸收能力的控制.     

两种水体吸收系数测量方法的比较研究

基于2011年7月藻类培养实验期间的实测数据,对高光谱吸收衰减系数测量仪(AC-S)和紫外-可见分光光度计(UV2550)获取的水体吸收系数进行了比较分析.结果表明,短波波段AC-S测得吸收光谱曲线普遍低于UV2550测量结果,而长波波段恰恰相反;两种方法测量结果的相对误差基本可控制在±40％范围内;特征波段处,两种方法测量结果线性拟合的相关性较高,均可这98％以上,412 nm、440 nm、443nm波段斜率小于1,而488 nm、531nm、551 nm、667nm、675nm、678 nm波段斜率大于1.     

珠江口藻华水体总吸收系数的变化特性及高光谱反演模式

基于2007年8月海洋光学浮标在珠江口投放期间获得的近16天的实测生物光学数据, 对一次藻华过程中水体总吸收系数和水色光谱的变化特性及其相互关系进行了研究。结果表明, 藻华前后水体中非藻类物质尤其是有色溶解有机物在蓝光波段具有较强的吸收贡献, 而当藻华爆发时, 随着叶绿素a浓度的急剧增大, 浮游植物的吸收贡献明显增强; 各波段之间总吸收系数呈现出较好的线性相关关系, 吸收光谱蓝绿波段比值的变化对遥感反射率的光谱分布有重要的贡献; 据此建立了对水体总吸收系数反演的经验关系模型, 表现出较高的反演精度, 计算值与实测值之间相对偏差的均方根在可见光波段可控制在24%以内。     

陕西省榆林市秋冬季黑碳观测研究

利用2011年秋冬季榆林大气成分站黑碳浓度、颗粒物质量浓度、大气能见度、地面气象资料,计算边界层高度、气溶胶吸收系数、大气消光系数,导出单次散射反照率,并对其进行分析讨论。结果表明：（1） 榆林秋冬季平均黑碳浓度为2.6 μg·m^-3。（2）黑碳占颗粒物质量浓度PM_1.0比值为10.6%,黑碳与颗粒物质量浓度PM_1.0、PM_2.5、PM₁₀相关系数分别为0.91、0.91、0.72。（3）黑碳浓度受边界层高度影响,沙漠风场对黑碳的堆积输送起主导作用。（4） 榆林地区气溶胶吸收系数与大气消光系数比值为16.8%。（5）单次散射反照率平均值为0.72。