Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 46-56

Влияние пылевого аэрозоля на результаты атмосферной коррекции спектрального коэффициента яркости Чёрного и Средиземного морей по спутниковым данным MODIS

А.С. Папкова 1 , Е.Б. Шибанов 1 
1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
Одобрена к печати: 01.12.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-46-56
Одной из текущих проблем океанологии является задача валидации спутниковых и натурных данных спектрального коэффициента яркости, изучение влияния атмосферной составляющей на работу спутниковых алгоритмов. В данной работе рассматривается влияние пылевого аэрозоля на результаты расчёта спектрального коэффициента яркости Чёрного и Средиземного морей по измерениям спутника MODIS Aqua. Одиннадцать случаев переноса пыли сопровождались характерными изменениями оптических характеристик, таких как: аэрозольная оптическая толщина, распределение размеров частиц аэрозоля, параметр Ангстрема и альбедо однократного рассеивания. При анализе данных пылевых эпизодов, пять из которых были над акваторией Чёрного моря и шесть — Средиземного, сделан вывод о необходимости применения принципиально другого метода атмосферной коррекции, а для Чёрного моря — создания регионального алгоритма. Так, при наличии пылевого аэрозоля вследствие спектральных особенностей альбедо однократного рассеяния при высоких значениях оптической толщины аэрозоля спутниковые алгоритмы значительно завышали спектральный коэффициент яркости морской воды в длинноволновой области спектра. Для Средиземного моря подобный эффект наблюдался только в одном случае.
Ключевые слова: атмосферная коррекция, пылевой аэрозоль, спектральный коэффициент яркости, яркость моря, аэрозольная оптическая толщина, параметр Ангстрем, альбедо однократного рассеивания, MODIS, AERONET
Полный текст

Список литературы:

  1. Корчемкина Е. Н., Шибанов Е. Б., Ли М. Е. Усовершенствование методики атмосферной коррекции для дистанционных исследований прибрежных вод Черного моря // Исслед. Земли из космоса. 2009. Т. 6. С. 24–30.
  2. Папкова А. С., Папков С. О., Шукало Д. М. CALIPSO стратификация атмосферного аэрозоля с экологической оценкой над Черноморским регионом //Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. С. 234–242. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-1-234-242.
  3. Ahmad Z., Franz B. A., McClain C. R., Kwiatkowska E. J., Werdell J., Shettle E. P., Holben B. N. New aerosol models for the retrieval of aerosol optical thickness and normalized water-leaving radiances from the SeaWiFS and MODIS sensors over coastal regions and Open Oceans // Applied Optics. 2010. V. 49. P. 5545–5560.
  4. Anderson J. C., Wang J., Zeng J., Petrenko M., Leptoukh G. G., Ichoku C. Accuracy assessment of Aqua-MODIS aerosol optical depth over coastal regions: importance of quality flag and sea surface wind speed: preprint // Atmospheric Measurement Techniques Discussions. 2012. V. 5. P. 5205–5243. https://doi.org/10.5194/amtd-5-5205-2012.
  5. Bailey S. W., Werdell P. J. A multi-sensor approach for the on-orbit validation of ocean color satellite data products // Remote Sensing of Environment. 2006. V. 102. Iss. 1–2. P. 12–23. https://doi.org/10.1016/j.rse.2006.01.015.
  6. Gordon H. R., Wang M. Influence of oceanic whitecaps on atmospheric correction of SeaWiFS // Applied Optics. 1994. V. 33. P. 7754–7763.
  7. Kahn R. A., Sayer A. M., Ahmad Z., Franz B. A. The Sensitivity of SeaWiFS Ocean Color Retrievals to Aerosol Amount and Type // J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2016. V. 33. P. 1185–1209. https://doi.org/10.1175/JTECH-D-15-0121.1.
  8. Kalinskaya D. V., Papkova A. S. Effect of the absorbing aerosol on the value of the brightness spectral factor by AERONET data and MODIS satellite data over the Black Sea region // Proc. 25th Intern. Symp. Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics (SPIE). 2019. 112084R. https://doi.org/10.1117/12.2540785.
  9. Lee S., Meister G. MODIS Aqua Optical Throughput Degradation Impact on Relative Spectral Response and Calibration of Ocean Color Products // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2017. V. 55. P. 5214–5219. https://doi.org/10.1109/TGRS.2017.2703672.
  10. Mobley C., Werdell J., Franz B., Ahmad Z., Bailey S. Atmospheric Correction for Satellite Ocean Color Radiometry: NASA Technical Report NASA/TM–2016-217551. 2016. 85 p. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.23016.78081.
  11. Omar A. H., Winker D., Vaughan M., Hu Y., Trepte C., Ferrare R., Lee P., Hostetler C., Kittaka C., Rogers R., Kuehn R. The CALIPSO Automated Aerosol Classification and Lidar Ratio Selection Algorithm //J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2009. V. 26. P. 1994–2014. https://doi.org/10.5194/amt-11-6107-2018.
  12. Papkova A., Papkov S., Shukalo D. Prediction of the Atmospheric Dustiness over the Black Sea Region Using the WRF-Chem Model // Fluids. 2021. V. 6. P. 201. https://doi.org/10.3390/fluids6060201.
  13. Schoeberl M., Newman P. A multiple-level trajectory analysis of vortex filaments // J. Geophysical Research. 1995. V. 25. P. 801–816.
  14. Shi C., Nakajima T. Simultaneous determination of aerosol optical thickness and water-leaving radiance from multispectral measurements in coastal waters // Atmospheric Chemistry and Physics. 2018. V. 18. P. 3865–3884. https://doi.org/10.5194/acp-18-3865-2018.
  15. Stefan S., Voinea S., GaIorga G. Study of the aerosol optical characteristics over the Romanian Black Sea Coast using AERONET data // Atmospheric Pollution Research. 2020. V. 11. P. 1165–1178. https://doi.org/10.1016/j.apr.2020.04.007.
  16. Suetin V. S., Korolev S. N. Estimating Specific Features of the Optical Property Variability in the Black Sea Waters Using the Data of SeaWiFS and MODIS Satellite Instruments // Physical Oceanography. 2018. V. 25(4). P. 330–340. DOI: 10.22449/1573-160X-2018-4-330-340.
  17. Suslin V., Slabakova V., Kalinskaya D., Pryakhina S., Golovko N. Optical Features of the Black Sea Aerosol and the Sea Water Upper Layer Based on In Situ and Satellite Measurements // Physical Oceanography. 2016. V. 1. P. 20–32. DOI: 10.22449/0233-7584-2016-1-20-32.
  18. Zibordi G., Mélin F., Berthon J.-F., Holben B., Slutsker I., Giles D., D’Alimonte D., Vandemark D., Feng H., Schuster G., Fabbri B. E., Kaitala S., Seppälä J. AERONET-OC: A Network for the Validation of Ocean Color Primary Products // J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2009. V. 2. P. 1634–1651. https://doi.org/10.1175/2009JTECHO654.1.