Региональная методика восстановления первичных гидрооптических характеристик Черного моря по данным цветового сканера SeaWiFS

В. В. Суслин1, Т. Я. Чурилова2, С. Ф. Пряхина1

1 Морской гидрофизический институт НАН Украины, г. Севастополь

2 Институт биологии южных морей НАН Украины, г. Севастополь

Аннотация

Описывается алгоритм восстановления первичных гидрооптических характеристик Черного моря, IOPs, по данным цветового сканера SeaWiFS: bbp(λ) – коэффициента обратного рассеяния света взвесью на длине волны 555 нм, np – показателя спектрального хода bbp(λ), aCDM(λ) – суммарного коэффициента поглощения света растворенной органикой и неживой взвесью на длине волны 490 нм, S – показателя спектрального хода aCDM(λ), Ca – концентрации хлорофилла-«а». Восстановленный набор IOPs был проанализирован совместно с in situ измерениями биооптических характеристик фитопланктона, полученных в западной глубоководной части Черного моря за период с 1998 по 1999 гг. Выявлены проявления как минимум четырех интересных ситуаций, связанных с(1) изменением величины наклона спектрального коэффициента поглощения неживым органическим веществом,(2) цветением кокколитофорид,(3) доминированием крупного фитопланктона,(4) присутствием пико-планктона. Приводятся примеры пространственного распределения и временной динамики этих особенностей.

Ключевые слова

Черное море, SeaWiFS, региональный алгоритм, первичные гидрооптические характеристики, спектральные особенности, оптически активные вещества

Для цитирования

Суслин В. В., Чурилова Т. Я., Пряхина С. Ф. Региональная методика восстановления первичных гидрооптических характеристик Черного моря по данным цветового сканера SeaWiFS // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2012. № 26, т. 2. С. 204–223. EDN VWSEIV.

Suslin, V.V., Churilova, T.Ya. and Pryahina, S.F., 2012. The Black Sea IOPs Based on SeaWiFS Data. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources, 26(2), pp. 204–223 (in Russian).

Список литературы

  1. Копелевич О.В. Экспериментальные данные об оптических свойствах морской воды // Оптика океана. Т. 1. Физическая оптика океана (ред. А.С. Монин). - М.: Наука, 1983. - С. 166-208.
  2. Remote Sensing of Inherent Optical Properties: Fundamentals, Tests of Algorithms, and Applications. Lee, Z.-P. (ed.), Reports of the International Ocean-Colour Coordinating Group, 2006, No. 5, IOCCG, Dartmouth, Canada. 122 p.
  3. Суетин В.С., Суслин В.В., Королев С.Н., Кучерявый А.А. Оценка изменчивости оптических свойств воды в Черном море по данным спутникового прибора SeaWiFS // Морской гидрофизический журнал. - 2002. - № 6. - С. 44-54.
  4. Шибанов Е.Б., Корчемкина Е.Н. Региональный аналитический алгоритм восстановления первичных гидрооптических характеристик морской воды по данным коэффициента яркости // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». - 2007. - Вып. 15. - С. 397-404.
  5. Kopelevich O.V., Burenkov V.I., Ershova S.V. et al. Application of SeaWiFS data for studying variability of bio-optical haracteristics in the Barents, Black and Caspian Seas // Deep-Sea Res. Part II: Topical Studies in Oceanography. - 2004. - Vol. 51, iss. 14 - 16. - P. 1063-1091.
  6. Cуслин В.В., Чурилова Т.Я., Сосик Х.М. Региональный алгоритм расчета концентрации хлорофилла а в Черном море по спутниковым данным SeaWiFS // Морской экологический журнал. - 2008. - № 2. - С. 24-42.
  7. Berthon J., Zibordi G., Canuti E., Jankowski L. Variability of the inherent optical properties in european coastal waters inferred from the BIOMAP data set: application to a semi-analytical ocean colour inversion algorithm // OOXXI, 2012, UK, Glasgow, 8-12 October, 2012. http://oceanopticsconference.org/abstracts/all.
  8. Коротаев Г.К., Хоменко Г.А., Шами М. и др. Международный подспутниковый эксперимент на океанографической платформе (пос. Кацивели) // Морской гидрофизический журнал. - 2004. - № 5. - C. 28-38.
  9. Ведерников В.И., Демидов А.Б. Вертикальное распределение первичной продукции и хлорофилла в различные сезоны в глубоководной части Черного моря // Океанология. - 1997. - Том 37, № 3. - C. 414-423.
  10. Берсенева Г.П., Чурилова Т.Я. Хлорофилл и оптические характеристики фитопланктона в шельфовых водах Черного моря у побережья Крыма // Морской гидрофизический журнал. - 2001. - № 2. - С. 44-58.
  11. Чурилова Т.Я., Берсенева Г.П., Георгиева Л.В., Брянцева Ю.В. Биооптические характеристики фитопланктона Черного моря в период зимне-весеннего «цветения» // Морской гидрофизический журнал. - 2001. - № 5. - C. 28-40.
  12. Чурилова Т.Я., Берсенева Г.П. Поглощение света взвешенным веществом, фитопланктоном, детритом и растворенным органическим веществом в прибрежном районе Крыма (июль-август 2002) // Морской гидрофизический журнал. - 2004. - № 4. - С. 39-50.
  13. Чурилова Т.Я., Берсенева Г.П., Георгиева Л.В. Изменчивость био-оптических характеристик фитопланктона в Черном море // Океанология. - 2004. - Том 44, № 2. - C. 208-221.
  14. Churilova T.Ya., Suslin V.V., Berseneva G.P., Pryahina S.F. Parametrization of light absorption by phytoplankton, non-algal particles and coloured dissolved organic matter in the Black Sea // Current Problems in Optics of Natural Waters: Proc. 4th Int. Conf. (Nizhny Novgorod, September 11 - 15, 2007). - Nizhny Novgorod. - 2007. - P. 70-74.
  15. Шибанов Е. Б., Корчемкина Е. Н. Восстановление биооптических характеристик вод Черного моря при условии постоянства коэффициента яркости на длине волн 400 нм // Морской гидрофизический журнал. - 2008. - № 1. - С. 38-50.
  16. Сайт «SeaWiFS Bio-optical Archive and Storage System» (SeaBASS). [Электронный ресурс]. http://seabass.gsfc.nasa.gov (Последнее обращение 15.10.2012).
  17. Буренков В.И., Копелевич О.В., Шеберстов С.В., Ведерников В.И. Подспутниковые измерения цвета океана: верификация спутниковых данных сканера цвета SeaWiFS // Океанология. - 2000. - Том 40, № 3. - С. 357-362.
  18. Kopelevich O.V., Burenkov V.I., Sheberstov S.V. Case Studies of Optical Remote Sensing in the Barents Sea, Black Sea, and Caspian Sea / In: Remote Sensing of the European Seas, Vittorio Barale, Martin Gade, (Eds.). - Springer, 2008. - P. 53-66.
  19. Суетин В.С., Королев С.Н., Суслин В.В., Кучерявый А.А. Проявление особенностей оптических свойств атмосферного аэрозоля над Черным морем при интерпретации данных спутникового прибора SeaWiFS // Морской гидрофизический журнал. - 2004. - № 1. - С. 69-79.
  20. Суетин В.С., Королев С.Н., Суслин В.В., Кучерявый А.А. Проявления пылевого аэрозоля в результатах оптических наблюдений Черного моря из космоса // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». - 2008. - Вып. 16. - С. 202-211. EDN: YUNNQD
  21. Сайт "Ocean Color". Level3 flags & masks. [Электронный ресурс]. http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/VALIDATION/flags.html (Последнее обращение 10.09.2012).
  22. Feldman G.C., McClain C.R. Ocean Color Web, SeaWiFS Reprocessing R2009.1, NASA Goddard Space Flight Center. Eds. Kuring, N., Bailey, S.W. [Электронный ресурс]. http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/ (Последнее обращение 15.09.2012).
  23. Сайт «Ocean Color». SeaDAS [Электронный ресурс]. http://seadas.gsfc.nasa.gov/ (Последнее обращение 15.09.2012).
  24. Суслин В.В., Чурилова Т.Я. Упрощенный метод расчета спектрального диффузного коэффициента ослабления света в верхнем слое Черного моря на основе спутниковых данных // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». - 2010. - Вып. 22. - С. 47-60.
  25. Suslin V.V., Ananchenko A., Vekshin E. Variability of spectral properties of backscattering coefficient during coccolithophore bloom in open part of the Black Sea // Current Problems in Optics of Natural Waters: Proc. 2nd Int. Conf. (St. Petersburg). - 2003. - P. 241-244.
  26. Сайт «Black Sea Color Web Site». Bi-weekly Black Sea IOPs maps. [Электронный ресурс]. http://blackseacolor.com/browser12.html (Последнее обращение 14.06.2012).
  27. Сайт «Black Sea Color Web Site». Climatic Black Sea IOPs maps. [Электронный ресурс]. http://blackseacolor.com/browser14.html (Последнее обращение 14.06.2012).
  28. Suslin V.V., Churilova T.Ya., Pryahina S.F. Seasonal variability of the slope in absorption spectra of color detrital matter in the deep part of the Black Sea based on SeaWiFS and MODIS data sets // Current Problems in Optics of Natural Waters: Proc. 5th - Int. Conf. (St. Petersburg). - 2009. - P. 136-138.
  29. Morel A., Prieur L. Analysis of variations in ocean color // Limnol. Oceanog. - 1977. - Vol. 22, № 4. - P. 709-722.
  30. Чурилова Т.Я., Суслин В.В., Рылькова О.А. Параметризация поглощения света основными оптически активными компонентами в Черном море // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». - 2008. - Вып. 16. - С. 190-201.
  31. Kostadinov T.S., Siegel D.A., Maritorena S. Retrieval of particle size distribution from satellite ocean color observations // J. Geophys. Res. - 2009. - Vol. 114, C09015,. DOI: 10.1029/2009JC005303
  32. Kostadinov Т., Siegel D., Maritorena S. Remote Assessment of Phytoplankton Functional Types Using Retrievals of the Particle Size Distribution from Ocean Color Data. Сайт «Оcean Сolor». [Электронный ресурс]. http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/ MEETINGS/OCRT_May2010/Kostadinov_OCRT_2010_v3.ppt (Последнее обращение 10.10.2012).
  33. Alvain S., Moulin C., Dandonneau Y,. Bréon F.M. Remote sensing of phytoplankton groups in case 1 waters from global SeaWiFS imagery. Part I // Deep Sea Res. - 2005. - Vol. 52. - P. 1989-2004, 10.1016/j. dsr.2005.06.015. DOI: 10.1016/j.dsr.2005.06.015
  34. Alvain S., Moulin C., Dandonneau Y., Loisel H. Seasonal distribution and succession of dominant phytoplankton groups in the global ocean: A satellite view // Global Biogeochem. Cycles. - 2008. - Vol. 22, GB3001,. DOI: 10.1029/2007GB003154 EDN: MIUGZN
  35. Сайт «Ocean Color». [Электронный ресурс] http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/ MEETINGS/OCRT_May2010/Kostadinov_OCRT_2010_v3.ppt (Последнее обращение 12.05.2011).
  36. Bricaud A., Ciotti A.M., Gentili B. Spatial-temporal variations in phytoplankton size and colored detrital matter absorption at global and regional scales, as derived from twelve years of SeaWiFS data (1998-2009) // Global Biogeochemical Cycles. - 2011. - Vol. 26, GB1010,. DOI: 10.1029/2010GB003952
  37. Сайт «Black Sea Color Web Site». Black Sea BIO maps. [Электронный ресурс]. half-monthly http://blackseacolor.com/browser16.html, half-monthly climatology http://blackseacolor.com/browser15.html (Последнее обращение 15.07.2012).

Файлы

 Полный текст (русский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.