Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 6. С. 9-17
Особенности работы алгоритмов атмосферной коррекции Ocean Color при расчёте спектрального коэффициента яркости моря для различных состояний атмосферы
Е.Б. Шибанов
1 , А.С. Папкова
1 1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
Одобрена к печати: 03.11.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-6-9-17
Работа посвящена оценке спектрального хода ошибки атмосферной коррекции спутниковых измерений коэффициента яркости моря при различных состояниях атмосферы. При валидации данных был отмечен ряд систематических ошибок стандартных алгоритмов, например отрицательные значения спутниковых коэффициентов яркости в коротковолновой области на 412 и 443 нм при наличии пыли в атмосфере. Показано, что современный подход определения аэрозольного рассеяния света в коротковолновой части видимого диапазона методом экстраполяции сигнала из ближней ИК-области имеет недостатки. Аналогичные решения методом интерполяции имеют более точные оценки. В работе показано, что в присутствии поглощающего аэрозоля спектральный закон ошибок атмосферной коррекции близок к функции λ–4. Этот эффект объясняется тем, что методами дистанционного зондирования по алгоритмам Гордона и Ванга пылевой аэрозоль определяется по инфракрасному каналу, однако основное влияние аридный аэрозоль оказывает на соотношение аэрозольного и молекулярного компонентов. В работе представлены тренды для дальнейшей интерполяции спутниковых данных не только при условии чистой атмосферы, но и в случаях присутствия поглощающего аэрозоля. Получены экспериментальные закономерности ошибки валидации для сенсора MODIS (англ. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) спутника Aqua.
Ключевые слова: атмосферная коррекция, спектральный коэффициент яркости, пылевой аэрозоль, нормализованная яркость моря, аэрозольная оптическая толщина, MODIS Aqua, AERONET
Полный текстСписок литературы:
- Копелевич О. В., Вазюля С. В., Салинг И. В., Шеберстов С. В., Буренков В. И. Электронный атлас «Биооптические характеристики морей России по данным спутниковых сканеров цвета 1998–2014 гг.» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 6. С. 99–110.
- 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. T. 6. С. 24–30.
- Паршиков С. В. Дистанционное зондирование оптически активных примесей с применением коротковолнового участка спектра // Автоматизированные системы контроля состояния морской среды: сб. науч. тр. 1992. С. 65–78.
- Суетин В. С., Королев С. Н. Использование спутниковых данных для определения характеристик поглощения света в водах Черного моря // Морской гидрофиз. журн. 2021. Т. 37. № 2. С. 222–232. DOI: 10.22449/0233-7584-2021-2-222-232.
- Чурилова Т. Я., Берсенева Г. П. Поглощение света фитопланктоном, детритом и растворенным органическим веществом в прибрежном районе Черного моря (июль – август 2002 г.) // Морской гидрофиз. журн. 2004. T. 4. С. 39–50.
- Шибанов Е. Б., Папкова А. С., Калинская Д. В. Особенности использования алгоритмов атмосферной коррекции для восстановления яркости Черного моря в дни пылевых переносов по спутниковым данным MODIS // Оптика атмосферы и океана. 2022. T. 35. № 7(402). С. 532–538. DOI: 10.15372/AOO20220703.
- Bricaud A., Babin M., Morel A., Claustre H. Variability in the chlorophyll-specific absorption coefficients of natural phytoplankton: Analysis and parameterization // J. Geophysical Research. 1995. V. 100. P. 13321–13332. DOI: 10.1029/95JC00463.
- Gordon H. R. Can the Lambert-Beer low be applied to the diffuse attenuation coefficient of ocean water // Limnology and Oceanography. 1989. V. 34. No. 8. P. 1389–1409. DOI: 10.4319/lo.1989.34.8.1389.
- Morel A. Diffusion de la lumière par les eaux de mer: Résulats expérimentaux et approche théorique // AGARD. Lecture series. 1973. V. 61. P. 31.1–31.76.
- Moulin C., Gordon H. R., Banzon V. F., Evans R. H. Assessment of Saharan dust absorption in the visible from SeaWiFS imagery // J. Geophysical Research. 2001. V. 106D. P. 18239–18250. DOI: 10.1029/2000JD900812.
- 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. No. 6. Art. No. 201. DOI: 10.3390/fluids6060201.
- Schoeberl M. R., Newman P. A. A multiple-level trajectory analysis of vortex filaments // J. Geophysical Research. 1995. V. 25. P. 801–816. DOI: 10.1029/95JD02414.
- Smith R. C. Optical properties of clearest natural waters (200–800 nm) // Applied Optics. 1981. V. 20. P. 177–184.
- Werdell P. J., Bailey S. W. The SeaWiFS Bio-Optical Archive and Storage System (SeaBASS): Current Architecture and Implementation. NASA/TM 2002–211617. Greenbelt, Maryland: Goddard Space Flight Center, 2002.
- Zibordi G., Holben B., Slutsker I., Giles G., D’Alimonte D., Melin F., Berthon J. F., Vandemark D., Feng H., Schuster G., Fabbri B. E., Kaitala S., Seppala J. AERONET-OC: A Network for the Validation of Ocean Color Primary Products // J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2009. V. 26. P. 1634–1651. DOI: 10.1175/2009JTECHO654.1.