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大亚湾水体后向散射比率的光谱变化

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水下光谱漫射衰减系数遥感反演解读

水下光谱漫射衰减系数遥感反演解读

水下光谱漫射衰减系数遥感反演朱乾坤，何贤强，毛志华，龚芳卫星海洋环境动力学国家重点实验室，杭州３１００１２摘要：光谱漫衰减系数是水体表观光学量随深度变化的反映。

到目前为止，国际上对水下光谱漫射衰减系数的遥感反演模式研究的还不够深入，而对水下光谱漫射衰减系数遥感反演研究得更少。

目前反演水下光漫射衰减系数均采用建立实测数据基础上的波段比值法。

少数的科学家利用Ｍｕｅｌｌｅｒ（２００２）的算法从遥感数据（ＳｅａＷｉＦＳａｎｄＭｏＤＩＳ）反演水下光漫射衰减系数。

本文在ＺｈｏｎｇｐｉｎｇＬｅｅ（２００２）水体固有光学量半分析遥感算法的基础上，建立了水下光谱漫射衰减系数的半分析遥感反演模型。

利用１９９９年在南海测得的水下光场剖面数据进行验证，结果表明七个波段（４１２ｎｍ，４４３ｎｍ，４９０ｎｍ，５１０ｎｍ，５２０ｎｍ，５５５ｎｍ和５６５ｎｍ）的平均相对误差分别为：１５．４％，１２．６％，１３．３％，１０．２％，１１．９％，９．８％，１０．３％，说明本文建立的水下光谱漫射衰减系数反演模型是可行的。

由于上述实测数据均为清洁一类水体数据，对二类水体的适用情况还需要进一步检验。

关键词：光谱漫射衰减系数，海洋水色遥感，半分析模型前言光谱漫衰减系数是水体表观光学量随深度变化的反映。

对不同类型的海水光谱漫衰减系数的值是随着光谱的波长变化而变化。

对于沿海水体，光谱漫衰减系数的值随着光谱波长从４００ｎｍ到５５５ｎｍ的增加会明显的减少；而随着光谱波长从５５５ｎｍ到７００ｎｍ的增加而增加。

对于大洋水体，光谱漫衰减系数的值很小。

对于不同类型的海水，同一波长的光谱漫衰减系数变化很大。

如当波长为４１２ｎｍ时，光谱漫衰减系数的范围为０．０１６ｍ～一１．３４１聊～，而波长为５５５ｒ珈时，光谱漫衰减系数的值相差可达到５０倍。

到目前为止，国际上对水下光谱漫射衰减系数的遥感反演模式研究的还不够深入，而对水下光谱漫射衰减系数遥感反演研究得更少；目前反演水下光谱漫射衰减系数均采用建立实测数据基础上的波段比值。

高光谱遥感与我国内陆水质监测

高光谱遥感与我国内陆水质监测

经验方法一般通过建立遥感数据与地面监测的水质参数值之间 的统计关系来外推水质参数值，水质遥感初期使用的宽波段数据 多采用这种方法，不过这种方法建立的水质参数与遥感数据之间 的关系往往缺乏理论依据，因而通用性差。 半经验方法是随着高光谱遥感在水质监测中的应用而发展起来 的，它是将已知的水质参数的光谱特征与统计模型结合，往往只 适用于一定的条件，应用于不同季节或地域的水体时往往需要进 行参数校正。 分析方法是建立在水中辐射传输模型基础上的，其物理意义明 确、适用性强、反演精度高，而且可以同时反演几种水质参数， 是当前内陆水体水质参数反演算法的发展趋势。
利用实验室内的分光光度计可以对采集的水样的固有光学量进行测 量分析‘”。可以直接测量的参数有：CDOM吸收系数acdom、总悬浮 物吸收系数ap、非色素悬浮物吸收系数ad、总悬浮物光束衰减系数 cp；间接计算的参数有：浮游植物色素吸收系数aph、总悬浮物散射 系数bp。16个采样点的平均的吸收和散射系数如图3所示。
地信091 刘萌
140912119
我国内陆淡水资源的紧缺以及水质污染问题已经引起 国家和社会的高度重视。水质监测是水质评价与水污 染防治的主要依据，随着水质污染问题的日益严重， 水质监测的意义愈显重大。尤其是内陆水体，其水质 影响到人们的生产和生活，因而准确高效的水质监测 显得尤为重要。作为一种重要的监测手段，遥感技术 以其独特的优势为水质监测开辟了新的途径，可以实 现水质大范围、快速、低成本、周期性动态监测。
R(0-)=f0 bb/(a+bb)+f1
计算得到的16个采样点对应f0和n以及线性相关系数如表1所示：
3.拟合的R(0-)和测量的R(0-)的比较 我们以1号点和2号点为例，比较拟合的R(0-)和水面测量R(0-)。从表l 中可以看出，2、8、9、ll、14、16号点的相关系数比较小。造成这些 点的线性相关系数比较小的主要原因是；由于水面光谱测量点和水体采 样点相差几米．而刚好这相差的几米导致二者的水体光学特性产生较大 的差异。构建生物光学模型要求水面光谱测量的水体和采样的水体相对 应，因而在建立模型时有必要排除2、8、9、1I、14、16这6个点。

基于FTF_T_R法的水体后向散射系数测量方法研究

基于FTF_T_R法的水体后向散射系数测量方法研究

第30卷第2期2011年6月海洋技术OCEAN TECHNOLOGYVol.30，No.2Jun，2011基于FTF/T-R法的水体后向散射系数测量方法研究杨安安1，周虹丽1，陈利博2，朱建华1（1.国家海洋技术中心，天津300112；2.大连海洋大学，辽宁大连116023）摘要：文章给出了一种利用FTF/T-R方法的操作原理并结合算法获得水体悬浮颗粒物后向散射系数的方法。

通过该方法对藻类样品和悬浮泥沙样品的后向散射系数进行测量，样品的转移效率超过92.2%，悬浮泥沙样品后向散射系数光谱曲线呈现幂指数曲线特征。

利用该方法对标准颗粒物进行测量，其实际测量值与理论计算值的对比结果显示：380～480nm波长范围内，两者的相对标准偏差为21%，480～565nm两者的相对标准偏差为9.7%，565~ 680nm实测值大于理论值，证明该方法对于测量水体后向散射系数是一种可行的方法。

关键词：后向散射系数；FTF/T-R法；悬浮颗粒物中图分类号：TP722.4文献标志码：A文章编号：1003-2029（2011）02-0022-06水体吸收系数和散射系数是水体固有光学特性中的重要参数。

其中后向散射部分的光线透过水面形成离水辐亮度，是遥感传感器获取水体信息的来源和物理基础，是生物光学模型的重要输入参数。

其大小与水体中各组分的浓度、悬浮颗粒物的形状、大小有关。

目前对水体吸收系数的研究较多，而专门针对水体后向散射光学特性的研究相对较少，且主要针对光学特性受浮游藻类主导的海洋一类水体进行。

因此有必要对该参数进行深入研究，以便更为准确地定量化表达水体光学特性，为更好地建立固有和表观量之间的桥梁奠定基础。

理论上水体中悬浮物后向散射系数是无法直接测量得到的，目前获取水体后向散射系数的方法主要有以下几种：）（1）试验现场直接测量法，即利用现有的水体光学测量仪器（Hydroscat，AC-9,BB9,HS-6等）对水体后向散射系数进行直接或间接测量得到，但该方法只能对特定角度、特定波段的后向散射进行测量，因此对后向散射光学特性的影响因子的分析有一定的局限性；（2）基于物理模型的方法，首先利用颗粒物的散射理论计算得到水体颗粒物的散射系数，在利用后向散射概率函数得到水体中颗粒物的后向散射系数，该法前提是认为颗粒物均匀，受颗粒物形状、折射系数、粒径分布影响较大。

大亚湾基于围隔生态实验的水体微生物多样性的DGGE图谱分析【开题报告】

大亚湾基于围隔生态实验的水体微生物多样性的DGGE图谱分析【开题报告】
3．课题进度计划
2011年10月 定选题，确定相关资料
2011年11月-2012年12月 撰写开题报告与开题
2012年1月-2012年2月 集资料，开展研究，形成写作提纲
2012年3月 深入研究形成论文初稿
2012年4月 论文修ingerode F,Goebel U B,Stackebraandt E.Determination of microbial diversity in e nvironmental samples:pitfalls of PCR-based rRNA analysis[J].FEMS Microbiol Rev,1997,21(3):213-229
[2] Omar N B,Ampe F.Microbial community dynamics during production of the Mexican femented maize dough pozol[J].App Environ Microbiol,2000,66(9):3664-3667
本课题预期目标在于通过PCR-DGGE技术对大亚湾基于围隔生态实验海水样品的细菌群落结构进行分析，获得细菌菌群的DGGE基因指纹谱及类群组成。以此分析大亚湾围隔生态实验水体环境中微生物的多样性及优势菌种，通过先进、快速的分子生态学检测技术得出的可靠的检测结果可为大亚湾环境修复提供理论依据。
本课题研究方案是将大亚湾围隔生态实验的海水样品过滤到硝酸纤维素膜上，以该滤膜为研究对象，通过适当的方法提取DNA，并采用16SrDNAV3-V5区通用引物PCR扩增目的片段，将610bp片段的PCR产物分别用变性梯度为40~60%的平行胶检测，得到DGGE图谱，通过分析比较大亚湾不同处理条件和不同时间的围隔中水体微生物的多样性vgy。

用分析模型方法反演水体叶绿素的浓度_李云梅

用分析模型方法反演水体叶绿素的浓度_李云梅

Ab stract: Ch lorophy ll con cen tration is an importan t index for eva luating water qu ality . To make the inversion of rem ote sen sing more accu rate and m ore reality , it is s ignifican t to bu ild analy tic mode l for si m u la ting water R (0 ), and by the analytic m odel to inverse ch lo rophyll concen tration. 18 poin ts in T aihu lake were chosen, and at those po in ts, the spectra of the w ater and water ch lorophy ll concen tration were m easured at th e sa m e time in June, 2004 . The si m u lation mode l o f R (0 ) was bu ilt u sing Go rdon mode l, and the ch lorophyll concen tra tion was inversed u sing op tim ization m ethod. Th e corre lation of measu red and inversed R (0 ) is 3 0.99. W hen the ch lorophyll concen tration is h igher than 30mg / m , th e relative erro r of inve rsed value is less than 20%. Then, the ch lorophy ll concentration is inversed by th is m odel for seven measu red sa m p les in Ju ly, 2004. The correlation ofm easu red and inversed R (0 ) is 0.94. And the relative error of the m ajo rity poin ts is less than 60%. K ey word s: analytic model;water;ch lorophy ll concen tration; R (0 )

水体红波段反射光谱对叶绿素浓度变化的响应

水体红波段反射光谱对叶绿素浓度变化的响应
红 波段 比值 算法 【波 长 的选 择 对 反 演 误 差 的 影 响 ， 现 叶绿 ｝ １ 发
峰波长随叶绿素浓度的变化规律。本研究 结果有助于识 别水 体红波段光谱本质特征 、改进利用红波段 的叶绿素遥感反演
算 法 ， 区 分 藻类 叶 绿 索 的红 光 反 射 峰 和荧 光 峰 奠定 基 础 。 为
藻类颗粒物的吸收和后向散射系数 ，根据前 向辐射 传输 模型模拟水面 以 ｔ遥 感反射率 ，分析 ｒ藻类１ 绿 素 １ － ｆ
红光 峰 强 度 和 波 长化 置 随 浓 度 的变 化 规 律 。 果 发 现 ： 绿 素浓 度 为 １ ５ ｇ・Ｌ 时 ， 光 峰 强 度 和 叶绿 结 叶 ～ Ｏ 红 素浓 度 譬 较 好 的 线性 关 系 ， 叶 绿 素 浓度 的增 加 ， 性 天 系越 来 越 小 明显 。当叶 绿 索 浓 度 为 １ １０ ０ ｇ・ 随 线 ～ ０ Ｌ 时 ， 呈 现较 好 的对 数 关 系 ； 叶绿 素 浓 度 的 增 加 ， 波段 反 射 峰 波 长 位 置 按 对 数 规 律 逐 渐 向 长波 方 向 则 随 红 移 动 ，不 水 色 组 分 的水 体 ， Ｉ绿 素 在 红 波段 的光 谱 反 射 特性 随浓 度 的 变 化规 律 是 一 致 的 ； 外 ．对 比研 其１ ｛ 此 究 硅示 红 波 段 反 射峰 特 征 不 同 于荧 光 光 谱 。
引 青
Ｈ绿 素足二类水体 水色反演的主要水 质参数之一。水体 １ 组分 Ｉｎ 绿素浓度的遥感反演取决于叶绿素、有色可溶性 有 ｛１ Ｉ１
机物及ｒ 藻类 颗粒 物 的 吸 收 和后 向散 射 特 悱 经 典 的表 层 水
｝前 ，许多学 者 尝 试 对 水体 藻 类 叶绿 索在 红 波段 的 荧光 ｌ ｊ

遥感地学分析-第2章-水环境遥感

❖ 在热红外，晚上比陆地地物亮，白天则相反。 ❖ 在微波雷达中回波强度因镜面反射而很小。
12
2.2单水击环此境处遥编感辑物母理版机标理题样式
❖ 对于自然水体，反射波谱受水自身光学特性影响外， 还受水体内组分，如浮游生物、叶绿素、泥沙及其 他物质的影响，这些不同组分浓度的增加，往往使 水体反射率升高。
3
单击此2处.1编水辑环母境版概标述题样式
❖水环境遥感监测多是对地表各种水体进行 空间识别、定位、及定量计算面积、体积 或模拟水体动态变化。
❖随着遥感基础研究的进展，对水体本身的 光谱特性有了深入研究，同时进行许多水 质光谱数据测试。对水体的遥测也转换到 水体属性特征参数的定量测定，如水深的 控制、悬浮泥沙浓度的测定、和叶绿素含 量的测定，以及污染状况的监测等。
分占总入射辐射的比例。 ❖ 纯水光谱吸收特性：
▪ 纯水对光的散射源于水分子密度的涨落和极性 水分子的取向的不均一性。
▪ 纯水分子间的相互作用远远大于空气分子间的 相互作用；
▪ 纯水的散射系数与波长的-4.32次方成正比。

2.2单水击环此境处遥编感辑物母理版机标理题样式
（2）浮游植物的吸收和散射特性 指水表层普遍存在的、微小的、自由漂浮的有机 体。 是水体中食物网的基础，对全球的碳循环起重要 作用。 水生环境中的浮游植物有成千上万种，有不同大 小、形状和生理特征，并且其种类、浓度随空 间和时间的变化而变化。
虑到信噪比和自然水体中黄色物质对紫外光的 消减，可考虑用350nm或更短的波长。 对黄色物质和浮游植物色素吸收的研究，常采 用440nm，这是由于黄色物质和浮游植物色 素在蓝光处吸收产生重叠的原因。
25
单2击.2此水处环编境辑遥母感版物标理题机样理式

水下光谱漫射衰减系数遥感反演解读

水下光谱漫射衰减系数遥感反演朱乾坤，何贤强，毛志华，龚芳卫星海洋环境动力学国家重点实验室，杭州３１００１２摘要：光谱漫衰减系数是水体表观光学量随深度变化的反映。

到目前为止，国际上对水下光谱漫射衰减系数的遥感反演模式研究的还不够深入，而对水下光谱漫射衰减系数遥感反演研究得更少。

目前反演水下光漫射衰减系数均采用建立实测数据基础上的波段比值法。

少数的科学家利用Ｍｕｅｌｌｅｒ（２００２）的算法从遥感数据（ＳｅａＷｉＦＳａｎｄＭｏＤＩＳ）反演水下光漫射衰减系数。

本文在ＺｈｏｎｇｐｉｎｇＬｅｅ（２００２）水体固有光学量半分析遥感算法的基础上，建立了水下光谱漫射衰减系数的半分析遥感反演模型。

利用１９９９年在南海测得的水下光场剖面数据进行验证，结果表明七个波段（４１２ｎｍ，４４３ｎｍ，４９０ｎｍ，５１０ｎｍ，５２０ｎｍ，５５５ｎｍ和５６５ｎｍ）的平均相对误差分别为：１５．４％，１２．６％，１３．３％，１０．２％，１１．９％，９．８％，１０．３％，说明本文建立的水下光谱漫射衰减系数反演模型是可行的。

由于上述实测数据均为清洁一类水体数据，对二类水体的适用情况还需要进一步检验。

关键词：光谱漫射衰减系数，海洋水色遥感，半分析模型前言光谱漫衰减系数是水体表观光学量随深度变化的反映。

对不同类型的海水光谱漫衰减系数的值是随着光谱的波长变化而变化。

对于沿海水体，光谱漫衰减系数的值随着光谱波长从４００ｎｍ到５５５ｎｍ的增加会明显的减少；而随着光谱波长从５５５ｎｍ到７００ｎｍ的增加而增加。

对于大洋水体，光谱漫衰减系数的值很小。

对于不同类型的海水，同一波长的光谱漫衰减系数变化很大。

如当波长为４１２ｎｍ时，光谱漫衰减系数的范围为０．０１６ｍ～一１．３４１聊～，而波长为５５５ｒ珈时，光谱漫衰减系数的值相差可达到５０倍。

到目前为止，国际上对水下光谱漫射衰减系数的遥感反演模式研究的还不够深入，而对水下光谱漫射衰减系数遥感反演研究得更少；目前反演水下光谱漫射衰减系数均采用建立实测数据基础上的波段比值。

海洋温度锋区后向散射系数仿真与特性研究

收稿日期:2018 - 09 - 07
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制③表面辐聚流对短波的抑制作用。对 于 温 度 锋 而 言 ，锋区 海 水 温 度 的 强 烈 变 化 是 其 主 要 特 征 ，因 此 研 究 温 度 锋 区 后 向 散射系数特性主要基于第二种机制。
对 于 海 洋 温 度 锋 探 测 来 讲 ，目 前 大 多 数 探 测 方 法 基 于 红 外遥感的海表面温度数据，而 红 外 遥 感 易 受 天 气 条 件 限 制 。 陈标等[1]利 用 SAR图 像 进 行 了 海 洋 锋 探 测 的 研 究 ,较 好 地 实现了对海洋锋的检测，但 其 基 于 S AR 图 像 亮 度 ，多采用边 缘 检 测 等 图 像 处 理 方 法 ,未 利 用 后 向 散 射 系 数 (7°这一重要 物理量。
Research and Simulation of Backscattering Coefficient Characteristic Across Ocean Thermal Fronts
ห้องสมุดไป่ตู้
XU Su - q in , LI Ting - ting, CHEN J ie , YU Zhen - tao
zone helps tosimulate theocean frontsinSAR images betterand lays the theoreticfoundationforocean frontdetection by active radar. K E Y W O R D S ：Ocean thermal front；Backscattering coefficient；Friction wind speed；Simulation
第36卷 第 10期 文章编号：1006 -9348(2019)10 -0214 -05

距离选通激光成像水体后向散射光能量分布计算

距离选通激光成像水体后向散射光能量分布计算
在源发辐射成像水体时，距离很重要。

近处的距离可以获得更好的成
像效果，因此，距离水体后向散射光能量分布计算变得非常关键。

针
对此，我们在下文中简要阐述一下距离水体后向散射光能量分布计算
的有关探究，以供学习参考：
（一）光学参数的计算
1. 光衰减系数：距离水体后向散射光能量分布的计算中，首先需要测
定源发辐射的光的衰减系数，即测量源发辐射光发出后，水体内渗透
的辐射能量损耗情况。

2. 能量分布函数：其次，计算距离水体后向散射光能量分布，需要采
用Radiance或者是Irradiance函数。

Radiance函数模拟光源射出后，在
源发和接收机之间的扩散状态，而Irradiance函数则对光源扩散的状态
进行描述。

（二）后向散射光能量测量
1. 水平方向测量：距离水体后向散射光能量分布的测量，首先需要测
量水平方向上的后向散射能量分布，如果采用水平方向的距离，需要
测算水体表面到光源的距离L1，以及探测器位置到水体表面的距离L2。

2. 垂直方向测量：同时，如果采用垂直方向的距离，还需要测量探测器距离水体表面的距离L3，以及光源到探测器的距离L4。

然后计算变化率，即质量散射比等，完成距离水体后向散射光能量分布计算。

（三）结论
从上述内容可以看出，距离水体后向散射光能量分布的计算，是实现源发辐射成像水体时的一个重要关键步骤，而且，采用不同的距离方式，测量能量分布过程中也是有所差异的。

完成距离水体后向散射光能量分布的计算，就能够推导出水体表面的辐射能量变化率或者质量散射比等，实现更完善的源发辐射成像。

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收稿日期：2009-05-06; 修订日期：2009-11-09。孙淑杰编辑 基金项目：中国科学院重要方向性项目(KZCX2-YW-215); 国家自然科学基金项目(40906022; 40606011; 40906021;U0933005) 作者简介：周雯(1982—), 女, 湖南省邵阳市人, 助理研究员, 主要从事海洋光学技术的研究。wenzhou@
目前, 遥感反演算法及水体辐射传输模拟等一 般还采用恒定的后向散射比率, 但后向散射比率在 不同海区间存在的差异性为这类算法带入很大的误 差。本文以 2007 年 5 月大亚湾浮标航次定点测量的 后向散射比率数据作为基础, 初步分析大亚湾水体 后向散射比率的变化量级及光谱形状, 为该海区光 场模拟及反演算法的建立提供研究基础, 同时也将 进一步分析该海湾后向散射比率变化的影响因素。
1 实验数据和方法
本文试验数据取自 2007 年 5 月 2—19 日大亚湾 浮标航次的测量数据, 试验站位定点在 114°32.29′E 和 22°35.02′N 附近, 如图 1 所示, 试验期间, 每日 于 10:00、12:00 和 15:00 定点进行现场光学测量及 试验采样, 测量水深固定为 0.7m 及水下 2.7m 两层。 本航次获取后向散射比率光谱数据共 160 组, 相匹 配的叶绿素 a 浓度数据共 105 组。
周雯等: 大亚湾水体后向散射比率的光谱变化
41
合。如 Twardowski 等[5]在 California 湾测量的 bbp 变 化范围在 0.002—0.3 之间; Boss 等[13]给出 Mid-Atlantic Bight 的 bbp 变化范围为 0.005—0.035; Chang 等[14]给 出 Santa Barbara 海峡的 bbp 范围 为 0.002—0.075;
ξ = γ + 3 − 0.5exp(−6γ )
(1)
颗粒物的平均折射率 n(bbp ,γ ) , 采用 Twardowski 等[5]基于 Mie 理论模拟建立的估算模型:
n(bbp ,γ )
=
1
+
0.5377+0.4867γ
bbp
2
[1.4676
+
2.2950γ
2
+
2.3113γ
4
]
(2)
2 结果和讨论
关键词: 后向散射比率; 光谱变化; 颗粒粒径分布; 颗粒折射率 中图分类号: P733.3 文献标识码: A 文章编号: 1009-5470(2010)02-0039-07
Spectral variability of particulate backscattering ratio in the Daya Bay
40
热带海洋学报
Vol. 29, No. 2 / Mar., 2010
向散射比率和粒径分布建立了折射率估算模型。因 此, 水体后向散射比率研究得到越来越多的关注。
早期基于 Mie 理论的模拟分析结果, Ulloa 等[4] 认为后向散射比率的光谱较为平缓; MacDonald 等[6] 通过实测数据发现, California 湾水体的颗粒后向散 射比率波长间变化不到 10%; Chami 等[7]采用固定平 台获取的实测数据, 也发现黑海水体在 443nm、 490nm 和 555nm 波段的后向散射比率变化不到 4%, 但是部分数据也表明后向散射比率光谱的显著变化; Mckee 等[8]在研究 Irish 和 Celtic 海域水体时观测到 470nm 和 676nm 波段处后向散射比率的显著变化; Whitmire 等[9]基于 5 个航次数据的分析, 发现各航 次的后向散射比率光谱形状存在一定差异, 但后向 散射比率光谱变化性并不明显。
(1. 中国科学院南海海洋研究所热带海洋动力学重点实验室, 广东 广州 510301; 2. 中国科学院研究生院, 北京 100039)
摘要: 采用 2007 年 5 月大亚湾浮标定点航次采集的生物-光学数据, 分析了大亚湾水体后向散射比率的光谱变化 及其影响因素。分析结果表明, 660nm 处后向散射比率变化范围在 0.0040—0.0245 之间, 均值为 0.0082±0.0032, 实 测后向散射比率光谱波段间的相对变化不超过 15%; 颗粒后向散射比率随着叶绿素 a 浓度增加呈减小的趋势, 高 叶绿素浓度显著对应较低的后向散射比率; 粒径是影响大亚湾水体后向散射比率的重要因素之一, 随着水体中 Junge 粒级斜率的增大, 颗粒后向散射比率显著增大; 折射率的变化也对后向散射比率产生一定影响, 类似的水体 粒径分布情况下, 浮游植物与非藻类物质相对贡献的变化将导致折射率的明显变化, 并将主导水体后向散射比率 的变化。
图 1 大亚湾浮标锚定站点(图中五星符号)示意图
Fig. 1 Location of the optical buoy moored station in the Daya Bay
2.1 颗粒后向散射比率的光谱变化 颗粒物散射 bp 与后向散射 bbp 间呈现出高分散性
的关系, 660nm 处 bp 和 bbp 间进行线性回归, 决定系 数 r2 仅达到 0.41, 如图 2 所示。颗粒物散射 bp 和后向 散射 bbp 的均值和偏差分别为 1.46±0.62m−1 和 0.0109± 0.004m−1。后向散射比率 bbp (λ) = bbp : bp 在 660nm 的 变化范围在 0.0040 和 0.0245 之间, 均值为 0.0082± 0.0032。该比率的变化范围与文献测定的范围基本吻
热带海洋学报 JOURNAL OF TROPICAL OCEANOGRAPHY
2010 年 第 29 卷 第 2 期：39−45 ;
大亚湾水体后向散射比率的光谱变化
周雯 1, 曹文熙 1, 杨跃忠 1, 王桂芬 1, 赵俊 1,2, 孙兆华 1,2, 许占堂 1,2
bp (λ) 的 比 值 即 为 水 体 颗 粒 物 的 后 向 散 射 比 率
bbp (λ) = bbp : bp 。 叶绿素 a 的浓度采用荧光法进行测量, 测量仪
器为 Turner-Design 10 型荧光光度计, 有关测量方法
详见文献[11]。
水体中颗粒物的 Junge 分布斜率 ξ 采用衰减光谱 斜率 γ 根据 Boss 等[12]给出的经验关系进行估算, 即:
水 体 的 后 向 散 射 系 数 bp (λ) 的 测 量 采 用 了 WetLabs 公司的 BB9 后向散射测量仪, 测量的波段
包括: 400、440、488、510、532、595、600、676、
715nm。由于仪器出厂定标偏差导致 400 和 440nm
两波段数据错误(与仪器研发者 Moore C 教授的私
Abstract: Variability of particulate backscattering ratio and its interpretation were examined using in-situ measurements performed during May 2007 in the Daya Bay. The results indicated that the particulate backscattering ratio values range between 0.004 and 0.0245, with a mean value of 0.0082±0.0032. There was some spectral dependence of the particulate backscattering ratio, and less than 15% variability between wavelengths was estimated. A global decreasing of particulate backscattering ratio with increasing chlorophyll concentration was visible, and the low backscattering ratios were observed in water with high chlorophyll concentration. Particle-size distribution slope was the main factor controlling the variability of particles backscattering ratio: The particle backscattering ratio increased with particle-size distribution slope. Average particle refractive index was another influencing factor. With similar particle-size distribution, the amount of non-pigment material relative to phytoplankton that was characterized by the variability of refractive index had a strong effect on particulate backscattering ratio. Key words: backscattering ratio; spectral variability; particle-size distribution; refractive index
现场水体的吸收和衰减采用 WetLabs 公司的 acs 进行测量, 仪器在航次开始和结束时均在实验
室进行了纯水标定, 自带的软件采用 CTD 同步记录
的温盐数据对测量结果进行了温盐校正, 散射校正 采用了假定近红外单波长 756.1nm 吸收值为零的方 法进行扣除[10], 校正后、已扣除纯水贡献的吸收光 谱 at-w (λ) 和衰减光谱 ct-w (λ) 分别在 400—700nm 波 段进行 1nm 插值, 两者之差得到了水体颗粒物的散 射光谱 bp (λ) 。