Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 4. С. 31-41
Оценка по спутниковым данным показателей поглощения окрашенного органического вещества и диффузного ослабления солнечного излучения в водах Белого и Карского морей
С.В. Вазюля
, О.В. Копелевич
, С.В. Шеберстов
, В.А. Артемьев
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, 117997, Россия
Показатель поглощения ag окрашенного растворенного органического вещества (ОРОВ) – важнейший оптический параметр, обусловливающий поглощение света морской водой и характеризующий содержание окрашенной органики. Для большинства вод его величина вносит существенный вклад в значение показателя диффузного ослабления подводной облученности Kd, определяющего проникновение солнечного излучения в водную толщу. Показатель ag также заметно влияет на спектр коэффициента яркости моря Rrs, что определяет возможность оценки ag по данным спутниковых сканеров цвета.
Однако корректная оценка величины ag по спутниковым данным все еще остается нерешенной проблемой, в первую очередь из-за ошибок атмосферной коррекции в каналах 412 и 443 нм, где поглощение ОРОВ сильнее всего проявляется. В работе предлагается модификация полуаналитического алгоритма решения обратной задачи, суть которой заключается, во-первых, в использовании диапазона длин волн ≥488 нм, во-вторых, в последующей экстраполяции спектрального показателя Kd(λ), а затем и показателя ag(λ), в коротковолновую часть спектра с помощью ранее выведенной системы базисных функций для аппроксимации Kd(λ).
Разработка и валидация алгоритма проводилась, прежде всего, по данным судовых измерений показателя Kd и коэффициента яркости водной толщи ρ(λ); которые не содержат ошибок атмосферной коррекции, неизбежно присутствующих при использовании спутниковых данных. Тестирование алгоритма по судовым и спутниковым данным для Белого и Карского морей показало вполне приемлемые результаты.
Ключевые слова: спутниковый алгоритм, окрашенное органическое вещество, ослабление подводной облученности, Белое и Карское моря, валидация
Полный текстСписок литературы:
- Артемьев В.А., Буренков В.И., Вортман М.И., Григорьев А.В., Копелевич О.В., Храпко А.Н. Подспутниковые измерения цвета океана: новый плавающий спектрорадиометр и его метрология // Океанология. 2000. Т. 40. № 1. С. 148-155.
- Буренков В.И., Ведерников В.И., Ершова С.В., Копелевич О.В., Шеберстов С.В. Использование данных спутникового сканера цвета океана SeaWiFS для оценки биооптических характеристик вод Баренцева моря // Океанология. 2001. Т. 41. № 4. С. 485-490.
- Копелевич О.В. Оптические свойства вод океанов и морей // Мировой океан. М.: Научный мир. 2014. Т. 2. С. 58-82.
- Копелевич О.В., Люцарев С.В., Родионов В.В. Спектральное поглощение света «желтым веществом» океанской воды // Океанология. 1989. Т. 29. № 3. С. 409–414.
- Копелевич О.В., Шеберстов С.В., Буренков В.И., Вазюля С.В., Набиуллина М.В. Оценка объемного поглощения солнечного излучения в водной толще по спутниковым данным // Фундаментальные исследования океанов и морей: М.: Наука, 2006. Книга 1. С.109-126
- Кузнецова О.А., Копелевич О.В., Шеберстов С.В., Буренков В.И., Мошаров С.А., Демидов А.Б. Оценка концентрации хлорофилла в Карском море по данным спутникового сканера MODIS-Aqua // Исследование Земли из космоса. 2013. № 5. С. 21-31.
- Система Белого моря. М.: Научный мир, 2013. Т. 3. 668 с.
- Bricaud A., Babin M., Morel A., Claustre H. Variability in the chlorophyll–specific absorption coefficients of natural phytoplankton: Analysis and parameterization // J. Geophys. Res. 1995. Vol. 100. P. 13321–13332.
- Gordon H.R. Can the Lambert–Beer law be applied to the diffuse attenuation coefficient of ocean water? // Limnol. Oceanogr. 1989. Vol. 34. No. 8. P. 1389–1409.
- Khrapko A.N., Kopelevich O.V., Burenkov V.I., Grigoriev A.V., Terekhova A.A. New instrument for measuring surface and underwater irradiances // Proceedings of IV International Conference «Current Problems in Optics of Natural Waters» (ONW’2007). 2007. Nizhny-Novgorod. Sept. 2007. P. 271–275.
- Lee Z., Carder K.L., Mobley C.D., Steward R.G., Patch J.S. Hyperspectral remote sensing for shallow waters. 1. A semianalytical model // Appl. Opt. 1998. V. 37. No. 27. P. 6329-6338.
- Morel A., Gentili B. Diffuse reflectance of oceanic waters. II. Bidirectional aspects // Appl. Opt. 1993. Vol. 32. P. 6864–6879.