文档介绍：第六章水色遥感和辐射计
§ 水色遥感简介
§ 大气校正
§ 水色遥感的科学术语
§ 海洋水色的生物光学算法
§ 二类水体的水色反演算法
§ 卫星和传感器
§ 初级生产力
§ 水体类型
§ 黄色物质
§ 浮游植物色素
§ 水色遥感简介
(Introduction to Ocean Color Remote Sensing)
§ 卫星和传感器(Satellites & Sensors)
所谓水色(water color)或海色(ocean color)是太阳光经水体或海水散射后,可见光和近红外辐射计监测到的散射光的颜色。
水色的概念涵盖了,我们使用中文“水色”既可以代表水体的颜色,又可以代表海洋的颜色。
一` 水色和海色
浮游植物的叶绿素(chlorophyll)
无机的悬浮物(anic suspended matter)
有机的黄色物质(yellow substance或gelbstoff)
水色三要素的种类和浓度决定了水体的颜色。
可见光和近红外辐射计在海洋监测中的主要作用是承担水色遥感的任务,水色遥感的主要目的是监测海水中浮游植物的叶绿素浓度、无机的悬浮物浓度和有机的黄色物质浓度。
因为无机的和有机的悬浮物不易于通过光学方法分辨,人们常使用总悬浮物浓度(total suspended matter concentration)代表二者浓度之和。
1997年发射的“海星”SeaStar
------8波段的“宽视场海洋观测传感器”SeaWiFS
美国宇航局于1999年发射的“地球观测系统AM”(EOS-AM/ TERRA)
------36波段的中等分辨率成像光谱仪(MODIS)
美国宇航局于2002年发射的“地球观测系统PM”(EOS-PM/ AQUA)卫星
------36波段的中等分辨率成像光谱仪(MODIS)
(续)
1996-1997年运行的日本“高级地球观测卫星”
----“海洋水色和温度传感器”(OCTS)
1978-1986年运行的美国“雨云-7”(Nimbus-7)卫星
------“沿岸带水色扫描仪”(CZCS)
此外,承担水色遥感的卫星传感器还包括:
德台上的模块化电眼扫描仪(MOS)
欧空局于2002年发射的ENVISAT-1上装载的中等分辨率成像光谱辐射计(MERIS)等。
叶绿素-a浓度(单位是mg/m3)
在波长490 nm的漫衰减系数(单位是m-1)
悬浮物浓度
气溶胶指数
在波长865 nm的气溶胶光学厚度
云覆盖度
海面荧光
溶解的有机物碎屑的吸收系数
颗石藻份额
毛状藻份额
粒子后向散射系数
光合有效辐射
归一化差值陆地植被指数
§ 初级生产力(Primary Productivity)
定义:表示单位面积(平方米)的海面在单位时间(天)内浮游植物中碳元素的增长量(毫克);
单位: mg﹒m-2﹒d-1
意义:初级生产力描述在单位海面面积里浮游植物通过光合作用固定碳的净速率。
测定:测定初级生产力的值,需要培养水样,并利用碳的放射性同位素摄取技术。
2. 碳同化率(carbon assimilation rate)
一个与海洋初级生产力密切关联的物理量是碳同化率.
碳同化率描述单位浮游植物(由碳含量来量度)通过光合作用固定碳的净速率。
碳同化率的单位是mg﹒mg-1﹒h-1,
其中:第一个mg指增长的浮游植物量,
第二个mg指原有的浮游植物量。
表示单位浮游植物(毫克)在单位时间(小时)内浮游植物中碳元素的增长量(毫克)。
§ 水体类型(Water Case)
我们根据决定对海水光学特征起主要作用的成分,对海水进行了光学分类。
如果浮游植物及其“伴生”腐殖质对水体的光学特性起主要作用,则该水体被称为第一类水体(Case I waters)。
如果无机悬浮物(如浅水区海底沉积物的再次悬浮物和河流带来的泥沙)或黄色物质(又称溶解的有色有机物)对水体的光学特性有不可忽视的明显作用, 则该水体被称为第二类水体(Case II waters)。