Восемнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»
XVIII.E.558
Подводное световое поле в поверхностном слое Баренцева моря и спектральный коэффициент яркости водной толщи при различных океанологических условиях
Копелевич О.В. (1), Шеберстов С.В. (1), Вазюля С.В. (1)
(1) Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
В работе Kopelevich et al. (2020) выполнены теоретические расчеты различными методами параметров подводного светового поля для Баренцева моря при различных океанологических условиях, в частности, наличии или отсутствии кокколитофоридных цветений. Расчеты проводились для наборов оптических характеристик, полученных по данным экспедиционных измерений и соответствующих реальным ситуациям. Исследуется связь между параметрами светового поля и спектральными коэффициентами яркости водной толщи, анализируется точность используемых приближенных формул.
Строго говоря, термин «световые поля» определяется как полное описание углового распределения яркости излучения в данной точке, но в представляемом докладе мы рассматриваем ограниченную задачу, т.е. только излучение, направленное к поверхности моря, которое определяет спектральный коэффициент яркости водной толщи, который оценивается по данным спутниковых сканеров цвета.
Расчет подводного светового поля выполнялся посредством двух численных методов – усовершенствованным методом дискретных ординат DISORT (Jin, Stamnes, 1994; Sheberstov et al., 2003) и Монте Карло (Plass, Kattawar, 1972). Используя результаты точных расчетов, мы оценили ошибки четырех наиболее популярных формул для оценки коэффициента яркости водной толщи (Morel, Gentili, 1993; Lee et al., 1998; Gordon et al., 1988; Lee et al., 2002).
Даны оценки ошибок рассматриваемых приближенных формул, в зависимости от параметров кокколитофоридных цветений, и рекомендации по их использованию.
Работа поддержана грантом РФФИ № 19-55-45024 ИНД_а.
Ключевые слова: подводное световое поле, спектральный коэффициент яркости, Баренцево море, теоретические расчеты, судовые измерения, спутниковые наблюдения
Литература:
- Kopelevich O., Sheberstov S., Vazyulya S.. Effect of a Coccolithophore Bloom on the Underwater Light Field and the Albedo of the Water Column. J. Mar. Sci. Eng. 2020, Vol. 8, Issue 6, 456.
- Jin, Z., Stamnes, K. Radiative transfer in nonuniformly refracting layered media: atmosphere-ocean system. Appl. Optics, 1994, Vol. 33, pp. 431–442.
- Sheberstov, S.V., Nabiullina, M.V., Lukianova, E. A. Numerical Modelling of Radiative Transfer in Ocean-Atmosphere system with wind-roughened surface. Proc. of the 2nd Int. Conf. “Current Problems in Optics of Natural Waters”. St. Petersburg. 2003. P. 90 95.
- Plass, G. N. & Kattawar, G. W. Monte Carlo calculations of radiative transfer in the Earth’s atmosphere–ocean system. 1. Flux in the atmosphere and ocean. J. Phys. Oceanogr. 1972. V.2. P. 139–145.
- Morel, A.; Gentili, B. Diffuse reflectance of oceanic waters. Bidirectional aspects. Appl. Opt. 1993, 32, 6864–6879, doi:10.1364/AO.30.004427.
- Lee, Z.; Carder, K.L.; Mobley, C.D.; Steward, R.G.; Patch, J.S. Hyperspectral remote sensing for shallow waters. I. A semianalytical model. Appl. Opt. 1998, 37, 6329–6338, doi:10.1364/AO.38.003831.
- Gordon, H.R.; Brown, O.B.; Evans, R.H.; Brown, J.W.; Smith, R.C.; Baker, K.S.; Clark, D.K. A semianalytic radiance model of ocean color. J. Geophys. Res. Space Phys. 1988, 93, 10909–10924, doi:10.1029/JD093iD09p10909.
- Lee, Z.; Carder, K.L.; Arnone, R.A. Deriving inherent optical properties from water color: A multiband quasi-analytical algorithm for optically deep waters. Appl. Opt. 2002, 41, 5755–5772, doi:10.1364/AO.41.005755.
Презентация доклада
Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов
216