Подспутниковые эксперименты в водах Белого моря с целью проверки данных измерений спутниковых сканеров цвета океана SeaWiFS и MODIS-Aqua и развития био-оптических алгоритмов

Исследования яркости восходящего излучения и подспутниковые эксперименты являются неотъемлемой частью космических программ. Основная их цель состоит в проверке данных второго уровня спутниковых сканеров цвета океана SeaWiFS и MODIS-Aqua путем проведения одновременных спутниковых и подспутниковых измерений.
Важным аспектом выполнявшихся исследований является развитие региональных биооптических алгоритмов. До последнего времени региональные алгоритмы развивались на основе одновременных измерений спектров коэффициента яркости плавающим спектрорадиометром и концентраций хлорофилла взвеси. В частности таким способом были получены региональные алгоритмы для Баренцева, Черного и Каспийского морей. Однако для Белого моря количество измерений спектров коэффициента яркости невелико. Кроме того, все измерения были выполнены в открытых районах моря, где изменчивость био-оптических параметров достаточно слабая. Эти обстоятельства не позволяли осуществить разработку региональных алгоритмов для Белого моря. Отметим, что ранее для оценки концентраций хлорофилла и взвеси в водах Белого моря использовался алгоритм, развитый для Баренцева моря, однако его применимость оставалась под вопросом.
В связи с этим был реализован альтернативный подход к развитию региональных алгоритмов для Белого моря. Были собраны все данные измерений концентраций хлорофилла и взвеси за последние несколько лет, причем значительная часть измерений выполнялась на ходу судна. Каждая точка измерений рассматривалась как потенциально подспутниковая и для них подбирались данные спутниковых сканеров цвета MODIS-Aqua и SeaWiFS (данные заказывались в NASA). Данные собирались не только для подспутниковой точки, но и для близлежащих точек. Среди этого набора отбирались спутниковые данные, соответствующие хорошим погодным условиям. Кроме того, производилась тщательная отбраковка данных. Дело с том, что из-за малой яркости восходящего излучения в водах Белого моря (связанного, в первую очередь, с большим поглощением растворенной органикой) нередки значительные ошибки в рассчитываемых яркостях, связанные с погрешностями атмосферной коррекции. Помимо всего прочего это часто ведет к значительной «междупиксельной» изменчивости значений яркости.
В результате выполненной обработки данных были подобраны 64 пары одновременных измерений яркости восходящего излучения (по спутниковым данным) и концентрации взвеси. Для концентрации хлорофилла соответствующее число данных составило 32 (измерения Схл выполнялись не во всех экспедициях). В результате были развиты региональные алгоритмы определения указанных параметров по данным спутникового сканера MODIS-Aqua. Отметим, что развитые для вод Белого моря алгоритмы значительно отличаются от разработанных для вод Баренцева моря (особенно это касается алгоритма для оценки концентрации хлорофилла).

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты №№ 05-05-64872, 06-05-64815, 07-05-64760), гранта поддержки ведущих научных школ НШ-2236.2006.5, Программ фундаментальных исследований Президиума РАН № 16 (проект 4.1) и № 17 (проект 4.4), проекта “Наночастицы во внешних и внутренних сферах Земли”.