Том 34, номер 09, статья № 5

Ростовцева В. В., Ижицкий А. С., Гончаренко И. В., Коновалов Б. В., Завьялов П. О. О влиянии гидрофизических условий на репрезентативность гидрооптических измерений на примере прибрежных районов Среднего Каспия. // Оптика атмосферы и океана. 2021. Т. 34. № 09. С. 696–704. DOI: 10.15372/AOO20210905.
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Дистанционные пассивные оптические измерения состояния вод исследуемых акваторий с борта судна, воздушного носителя или спутника являются наиболее информативными из-за охвата большой территории и высокой частоты проведения измерений. В то же время для корректной оценки полученных данных необходимо проводить измерения состояния вод in situ путем анализа проб воды, взятых в ограниченном количестве точек.
На примере исследований, проведенных в прибрежных районах Среднего Каспия, выявлены условия пригодности таких точечных измерений для калибровки результатов дистанционных гидрооптических измерений комплексом ЭММА с борта движущегося судна. Объяснение выявленных ограничений дано по результатам анализа структуры прибрежных вод, полученной при вертикальном зондировании вод на станциях, и работы проточной системы измерения температуры и солености поверхностных вод. Предложен алгоритм выбора проб воды, пригодных для калибровки дистанционных измерений, путем соотнесения их с величиной глубины видимости диска Секки, и продемонстрирована эффективность этого метода. Показано, какие гидрофизические условия должны быть приняты во внимание при предварительном выборе мест отбора проб воды для калибровки дистанционных измерений.

Ключевые слова:

оптическое пассивное дистанционное зондирование, природные компоненты морской воды, взвесь, фитопланктон и окрашенное органическое вещество, глубина видимости диска Секки, вертикальные профили температуры,солености и мутности воды

Список литературы:

1. Palmer S.C.J., Kutser T., Hunter P.D. Remote sensing of inland waters: Challenges, progress and future directions // Remote Sens. Environ. 2015. V. 157. P. 1–8.
2. Mouw C.B., Greb S., Aurin D., DiGiacomo P.M., Lee Z.-P., Twardowski M., Binding C., Hu C., Ma R., Moore T., Moses W., Craig S.E. Aquatic color radiometry remote sensing of coastal and inland waters: Challenges and recommendations for future satellite missions// Remote Sens. Environ. 2015. V. 160. P. 15–30.
3. Schaeffer B.A., Schaeffer K.G., Keith D., Lunetta R.S., Conmy R., Gould R.W. Barriers to adopting satellite remote sensing for water quality management // Int. J. Remote Sens. 2013. V. 34. P. 7534–7544.
4. Tyler A.N., Hunter P.D., Spyrakos E., Groom S., Constantinescu A.M., Kitchen J. Developments in Earth observation for the assessment and monitoring of inland, transitional, coastal and shelf-sea waters // Sci. Total Environ. 2016. V. 572. P. 1307–1321.
5. Hestir E.L., Brando V.E., Bresciani M., Giardino C., Matta E., Villa P., Dekker A.G. Measuring freshwater aquatic ecosystems: The need for a hyperspectral global mapping satellite mission // Remote Sens. Environ. 2015. V. 167. P. 181–195.
6. Suslin V., Churilova T. A regional algorithm for separating light absorption by chlorophyll-a and coloured detrital matter in the Black Sea, using 480–560 nm bands from ocean colour scanners // Int. J. Remote Sens. 2016. V. 37. P. 4380–4400.
7. Ростовцева В.В. Метод получения спектров поглощения морской воды по данным пассивного дистанционного зондирования с борта судна с использованием свойств чистой воды // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 11. С. 1003–1011.
8. Alikas K., Ansko I., Vabson V., Ansper A., Kangro K., Uudeberg K., Ligi M. Consistency of radiometric satellite data over lakes and coastal waters with local field measurements // Remote Sens. 2020. V. 12. P. 616. DOI: 10.3390/rs12040616.
9. Yushmanova A., Kopelevich O., Vazyulya S., Sahling I. Inter-annual variability of the seawater light absorption in surface layer of the northeastern Black Sea in connection with hydrometeorological factors // J. Mar. Sci. Eng. 2019. V. 7. Р. 326. DOI: 10.3390/jmse7090326.
10. Guangjia Jianga, Loiselled S.A., Dingtian Yangc, Ronghua Maa, Wen Sue, Changjun Gaof. Remote estimation of chlorophyll a concentrations over a wide range of optical conditions based on water classification from VIIRS observations // Remote Sens. Environ. 2020. V. 241. P. 111735.
11. Каралли П.Г., Копелевич О.В., Салинг И.В., Шеберстов С.В., Паутова Л.А., Силкин В.А. Валидация дистанционных оценок параметров кокколитофоридных цветений в Баренцевом море по данным натурных измерений // Фундам. и прикл. гидрофиз. 2018. Т. 11, № 3. С. 55–63.
12. Eleveld M.A., Ruescas A.B., Hommersom A., Moore T.S., Peters S.W.M., Brockmann C. An optical classification tool for global lake waters // Remote Sens. 2017. V. 9. P. 420–444.
13. Bresciani M., Pinardi M., Free G., Luciani G., Ghebrehiwot S., Laanen M., Peters S., Della Bella V., Padula R., Giardino C. The use of multisource optical sensors to study phytoplankton spatio-temporal variation in a shallow turbid lake // Water. Novel Lake Water Quality Monitoring Strategies. 12, N 284. P. 1–17. DOI: 10.3390/w12010284.
14. Alikas K., Ansko I., Vabson V., Ansper A., Kangro K., Uudeberg K., Ligi M. Consistency of radiometric satellite data over lakes and coastal waters with local field measurements // Remote Sens. 2020. V. 12. P. 616. DOI: 10.3390/rs12040616.
15. Peters S., Laanen M., Groetsch P., Ghezehegn S., Poser K., Hommersom A., De Reus E., Spaias L. WISPstation: A new autonomous above water radiometer system // Proc. Ocean Opt. XXIV Conf. Dubrovnik, Croatia, 7–12 October 2018.
16. Ростовцева В.В., Гончаренко И.В., Коновалов Б.В., Алюкаева А.Ф. Оперативная оценка состояния прибрежных морских акваторий по данным пассивного оптического зондирования поверхности воды с борта судна // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 12. С. 1017–1022.
17. Коновалов Б.В., Кравчишина М.Д., Беляев Н.А., Новигатский А.Н. Определение концентрации минеральной взвеси и взвешенного органического вещества по их спектральному поглощению // Океанология. 2014. Т. 54, № 4. С. 1–9.
18. ГОСТ 17.1.04.02-90. «Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла a». М.: Госкомитет СССР по охране природы, 1990. 16 с.
19. Ростовцева В.В., Коновалов Б.В., Гончаренко И.В., Хлебников Д.В. Способ оценки содержания примесей в морских водах с помощью оперативной спектрофотометрии // Океанология. 2017. Т. 57, № 4. С. 560–574.
20. Pope R.M., Fry E.S. Absorption spectrum (380–700 nm) of pure water. Integrating cavity measurements // Appl. Opt. 1997. V. 36. P. 8710–8723.