Спектральные связи гидрооптических характеристик в прибрежных водах Южного берега Крыма

В. И. Маньковский, Е. В. Маньковская*

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: emankovskaya@mhi-ras.ru

Аннотация

Статья посвящена исследованию взаимных связей показателя ослабления света в разных участках спектра и спектральных связей показателя ослабления света с глубиной видимости белого диска в прибрежных водах Южного берега Крыма. Использованы данные натурных оптических измерений 2008–2014 гг. со стационарной океанографической платформы, установленной в прибрежных водах Южного берега Крыма в районе п. Кацивели. По данным наблюдений установлены связи показателя ослабления направленного света в восьми участках спектра в диапазоне длин волн 416–640 нм с глубиной видимости белого диска, изменявшейся в пределах от 6 до 17.5 м. Проведено сравнение спектральных распределений показателя ослабления света при разных значениях глубины видимости белого диска в прибрежных водах и в водах глубоководной области моря. В результате сделан вывод, что уравнения связи спектрального показателя ослабления с глубиной видимости белого диска в прибрежных водах не пригодны для вод глубоководной области. Показано, что особенность таких уравнений связи в прибрежных водах связана с бóльшей концентрацией в них мелкой взвеси. Рассчитаны параметры взаимной корреляции показателей ослабления света в разных участках спектра в прибрежных водах. Высокие коэффициенты корреляции дают возможность восстанавливать распределение показателя ослабления в широком спектральном диапазоне по данным измерений на одной длине волны в любой области спектра. Оптимальной для измерения показателя ослабления света является спектральная область 468–527 нм.

Ключевые слова

спектральный показатель ослабления света, белый диск, диск Секки, прибрежные воды, взвесь, концентрация взвеси, Черное море

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по темам № 0555-2021-0003 «Оперативная океанология», № 0555-2021-0005 «Прибрежные исследования».

Для цитирования

Маньковский В. И., Маньковская Е. В. Спектральные связи гидрооптических характеристик в прибрежных водах Южного берега Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2021. № 2. С. 65–79. EDN WAIPZN. doi:10.22449/2413-5577-2021-2-65-79

Mankovsky, V.I. and Mankovskaya, E.V., 2021. Spectral Relations of Hydro-Optical Characteristics in Coastal Waters of the South Coast of Crimea. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (2), pp. 65–79. doi:10.22449/2413-5577-2021-2-65-79 (in Russian)

DOI

10.22449/2413-5577-2021-2-65-79

Список литературы

  1. Левин И. М. Малопараметрические модели первичных оптических характеристик морской воды // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2014. Т. 7, № 3. С. 3–22.
  2. Левин И. М., Копелевич O. В. Корреляционные соотношения между первичными гидрооптическими характеристиками в спектральном диапазоне около 550 нм // Океанология. 2007. Т. 47, № 3. C. 374–379.
  3. Morel A., Maritorena S. Bio-optical properties of oceanic waters: A reappraisal // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001. Vol. 106, iss. C4. P. 71637180. https://doi.org/10.1029/2000JC000319
  4. Wozniak B., Dera J., Koblentz-Mishke O. J. Bio-optical relationships for estimating primary production in the Ocean // Oceanologia. 1992. No. 33. Р. 5–38.
  5. Взаимосвязь первичных гидрооптических характеристик на 650 нм с глубиной видимости диска Секки и концентрацией сине-зеленых водорослей в Горьковском водохранилище / A. A. Мольков [и др.] // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, №. 3. С. 2633. doi:10.7868/S2073667318030036
  6. Кудрявцева Е. А., Александров С. В. Оценка толщины фотического слоя и ослабления света в водах юго-восточной части Балтийского моря с использованием данных диска Секки // Естественные и технические науки. 2017. № 12(114). С. 178–181.
  7. Определение трофического статуса пресноводных озер Алтайского края в период 2013–2016 гг. по гидрооптическим характеристикам / И. А. Суторихин [и др.] // Известия Алтайского государственного университета. 2017. № 1(93). С. 5861. doi:10.14258/izvasu(2017)1-10
  8. Gordon H. R., Wouters A. W. Some relationships between Secchi depth and inherent optical properties of natural waters // Applied Optics. 1978. Vol. 17, iss. 21. P. 3341–3343. https://doi.org/10.1364/AO.17.003341
  9. Pilgrim D. A. The Secchi disc in principle and in use // Hydrographic Journal. 1984. Vol. 33. P. 25–30.
  10. Graham J. J. Secchi Disc observations and extinction coefficients in the central and eastern North Pacific Ocean // Limnology and Oceanography. 1966. Vol. 11, iss. 2. P. 184–190. https://doi.org/10.4319/lo.1966.11.2.0184
  11. Kullenberg G. Relationships between Optical Parameters in Different Oceanic Areas // Studies in Physical Oceanography : papers dedicated to Professor Nils G. Jerlov in commemoration of his seventieth birthday. Copenhagen : Institute of Physical Oceanography, University of Copenhagen, 1980. P. 57–80. (Report (Københavns Universitet. Institut for Fysisk Oceanografi) ; no. 42.
  12. Aas E. Relations between total quanta blue irradiance and Secchi Disc observations in the Norwegian and Barents Seas // Studies in Physical Oceanography : papers dedicated to Professor Nils G. Jerlov in commemoration of his seventieth birthday. Copenhagen : Institute of Physical Oceanography, University of Copenhagen, 1980. P. 11–27. (Report (Københavns Universitet. Institut for Fysisk Oceanografi) ; no. 42. URL: https://www.duo.uio.no/bitstream/handle/10852/61687/2/Aas-1980.pdf (date of access: 20.05.2021).
  13. Matciak M. Estimation of the attenuation of visible light in waters of the Gulf of Gdansk with the use of Secchi transparency // Oceanological Studies. 1997. Vol. 26, iss. 4. P. 35–40.
  14. Маньковский В. И. Эмпирическая формула для оценки показателя ослабления света в морской воде по глубине видимости белого диска // Океанология. 1978. Т. 18, № 4. С. 750–753.
  15. Маньковский В. И. Связь показателя вертикального ослабления дневного света с глубиной видимости белого диска // Океанология. 2014. Т. 54, № 1. С. 38–43. doi:10.7868/S0030157414010080
  16. Маньковский В. И. Связь между глубиной видимости белого диска и показателем ослабления излучения для океанических вод // Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов / Г. И. Галазий, К. С. Шифрин (отв. ред.). Новосибирск : Наука, 1979. С. 100–106.
  17. Маньковский В. И., Земляная Л. А. Связь глубины видимости белого диска с показателем ослабления света для вод Черного моря // Комплексные океанографические исследования Черного моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 1989. С. 82–86.
  18. Маньковский В. И., Маньковская Е. В. Корреляционные связи показателя ослабления направленного света с глубиной видимости белого диска в водах Средиземного моря // Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы : Материалы XXV Международного симпозиума, Новосибирск, 01–05 июля 2019 г. Новосибирск : Институт оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН, 2019. С. 466–469.
  19. Шифрин К. С. Глубина видимости белого диска и цвет моря // Введение в оптику океана. Л. : Гидрометеоиздат, 1983. Раздел 1.3. С. 23–30.
  20. Levin I. M., Radomyslskaya T. M. Estimate of water inherent optical properties from Secchi depth // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2012. Vol. 48, iss. 2. Р. 214–221. https://doi.org/10.1134/S0001433812020065
  21. Маньковский В. И. Спектральный лабораторный прозрачномер с переменной базой // Системы контроля окружающей среды. Севастополь : ЭKOCИ-Гидрофи- зика, 2012. Вып. 17. С. 56–60.
  22. Маньковский В. И. Влияние состава взвеси на глубину видимости белого диска // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32, № 1. С. 24–28. doi:10.15372/AOO20190104
  23. Маньковский В. И., Гринченко Д. В. Взвешенное вещество и его состав по данным о рассеянии света на макрополигоне в северной части тропической зоны Атлантического океана // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 3. С. 254–266. doi:10.22449/0233-7584-2018-3-254-266

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)