Оптические свойства черноморского аэрозоля и верхнего слоя морской воды по данным прямых и спутниковых измерений

В.В. Суслин1,✉, В.Х. Слабакова2, Д.В. Калинская1, С.Ф. Пряхина1, Н.И. Головко1

1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

2 Институт океанологии БАН, Варна, Болгария

✉ e-mail: slava.suslin@gmail.com

Аннотация

В работе дан анализ качества восстановления основных характеристик аэрозоля (аэрозольной оптической толщины АОТ, параметра Ангстрема Å) и спектра восходящего из-под поверхности воды излучения (нормализованной яркости света nLw), полученных в результате применения стандартной атмосферной коррекции данных спутниковых измерений яркости восходящего излучения над Черным морем сканерами цвета морской воды MODIS-Aqua/Terra и VIIRS-SNPP. Основой для анализа являлись натурные измерения, выполненные на станциях сетей AERONET и AERONET-ОС синхронно со спутниковыми. Совместный анализ данных синхронных прямых и спутниковых измерений выявил наличие проблем корректного описания основных оптических параметров черноморского аэрозоля с применением аэрозольных моделей, которые используются при выполнении стандартной атмосферной коррекции. Продемонстрирован «компенсационный» эффект (т. е. отрицательный наклон связи разностей значений АОТ и Å, полученных по натурным и спутниковым данным), и сделана оценка его влияния на качество стандартной атмосферной коррекции. Показано, что для текущей версии атмосферной коррекции абсолютные значения спектра nLw оказались заниженными по сравнению с данными прямых измерений. Более близкий к натурным данным результат можно получить путем нормировки спутникового спектра nLw на его значение в канале 490 нм.

Ключевые слова

AERONET, сканеры цвета морской воды, качество атмосферной коррекции, Черное море

Для цитирования

Оптические свойства черноморского аэрозоля и верхнего слоя морской воды по данным прямых и спутниковых измерений / В. В. Суслин [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 1. С. 20-32. EDN VTPCYX. doi:10.22449/0233-7584-2016-1-20-32

Suslin, V.V., Slabakova, V.K., Kalinskaya, D.V., Pryakhina, S.F. and Golovko, N.I., 2016. Optical Features of the Black Sea Aerosol and the Sea Water Upper Layer Based on In Situ and Satellite Measurements. Physical Oceanography, (1), pp. 20-32. doi:10.22449/1573-160X-2016-1-20-32

DOI

10.22449/0233-7584-2016-1-20-32

Список литературы

  1. http://aeronet.gsfc.nasa.gov/Site_Lists/aeronet_locations_2014_lev20.txt (дата обращения 25.10.2015 г.).
  2. Иванов А.П., Чайковский А.П., Зеге Э.П. и др. Мониторинг процессов переноса взвешенных в атмосфере частиц по данным дистанционных и локальных измерений в Беларуси и сопредельных регионах // Збірник наукових статей III Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю. – Вінниця, 2011. – Т. 2. – С. 362 – 365.
  3. Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Панченко М.В. и др. Результаты мониторинга атмосферного аэрозоля в азиатской части России по программе AEROSIBNET в 2004 г. // Оптика атмосферы и океана. – 2005. – 18, № 11. – С. 968 – 975.
  4. Улюмджиева Н.Н., Чубарова Н.Е., Смирнов А.Н. Характеристики атмосферного аэрозоля в Москве по данным солнечного фотометра CIMEL // Метеорология и гидрология. – 2005. – № 1. – С. 48 – 57.
  5. Smirnov A., Holben B.N., Slutsker I. et al. Maritime Aerosol Network as a component of Aerosol Robotic Network // J. Geophys. Res. – 2009. – 114, № D06204. – doi:10.1029/2008JD011257.
  6. Feldman G.C., McClain C.R. Ocean Color Web. – SeaWiFS Reprocessing 2010.0, MODIS-Terra Reprocessing 2013.0, MODIS-Aqua Reprocessing 2013.1, VIIRS-SNPP Reprocessing 2014.0. NASA Goddard Space Flight Center / Eds. N. Kuring, S.W. Bailey. – http: // oceancolor.gsfc.nasa.gov/ (Access October 2014).
  7. Ситнов С.А. Спутниковый мониторинг содержаний газовых примесей атмосферы и оптических характеристик атмосферного аэрозоля над европейской территорией России в апреле – сентябре 2010 г. // Докл. РАН. – 2011. – 437, № 1. – C. 102 – 107.
  8. Суслин В.В. Учет атмосферных факторов при восстановлении спектрального коэффициента яркости открытого океана по дистанционным измерениям из космоса // Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. – Севастополь, 1992. – 20 с. –http://elibrary.ru/item.asp?id=15755135.
  9. Gordon H.R., Wang M. Retrieval of water-leaving radiance and aerosol optical thickness over the oceans with SeaWiFS: A preliminary algorithm // Appl. Opt. – 1994. – № 33. – Р. 443 – 452.
  10. http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cms/atbd/rrs (дата обращения 25.10.2015 г.).
  11. Phytoplankton Functional Types from Space / Ed. S. Sathyendranath // Reports of the International Ocean-Colour Coordinating Group. – Canada, Dartmouth. – 2014. – № 15. – 163 p.
  12. Session «Remote Sensing of Phytoplankton Composition – Possibilities, Applications and Future Needs» // Second International Ocean Colour Science Meeting (USA, San Francisco, 15 – 18 June, 2015). – http://iocs.ioccg.org/program/iocs-2015-presentations/.
  13. Suslin V.V., Suetin V.S., Korolev S.N. et al. Desert dust effects in the results of atmospheric correction of satellite sea color observations // Current Problems in Optics of Natural Waters: Proc. 4th Int. Conf. (Nizhny Novgorod, September 11 – 15, 2007). – Nizhny Novgorod, 2007. – P. 184 – 187.
  14. Suslin V.V., Tolkachenko G.A., Cristina S. Quality of the standard atmospheric products from the SeaWiFS and MODIS sensors over the Black and Mediterranean Seas // Current Problems in Optics of Natural Waters: Proc. 5th Int. Conf. (St. Petersburg, September 8 – 12, 2009). – St. Petersburg, 2009. – P. 317 – 321.
  15. http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cms/reprocessing (дата обращения 25.10.2015 г.).
  16. http://aeronet.gsfc.nasa.gov/new_web/Documents/version2_table.pdf (дата обращения 25.10.2015 г.).
  17. Schoeberl M.R., Newman P.A. A multiple-level trajectory analysis of vortex filaments // J. Geophys. Res. – 1995. – 100, № D12. – Р. 25801 – 25815.
  18. Pickering K.E., Thompson A.M., Kim H. et al. Trace gas transport and scavenging in PEM-Tropics B South Pacific Convergence Zone convection // Ibid. – 2001. – 106, № D23. – Р. 32591 – 32607.
  19. http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/VALIDATION/flags.html (дата обращения 25.10.2015 г.).
  20. http://aeronet.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/type_one_station_seaprism_new?site=Gloria&nachal =2&level=1&place_code=10 (дата обращения 25.10.2015 г.).
  21. http://aeronet.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/type_one_station_seaprism_new?site=Galata_Platform&nachal =2&level=1&place_code=10 (дата обращения 25.10.2015 г.).
  22. Калинская Д.В., Суслин В.В. Простой метод определения источников приземного аэрозоля на основе результатов анализа обратных траекторий // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. – 2015. – 8, № 1. – С. 59 – 67.
  23. Kahn R.A., Garay M.J., Nelson D.L. et al. Satellite derived aerosol optical depth over dark water from MISR and MODIS: Comparisons with AERONET and implications for climatological studies // J. Geophys. Res. – 2007. – 112, № D18205. – doi: 10.1029/2006JD008175.
  24. Суслин В.В., Чурилова Т.Я., Джулай А. и др. Региональный алгоритм восстановления концентрации хлорофилла «а» и коэффициента поглощения света неживым органическим веществом на длине волны 490 нм в Черном море для спектральных каналов цветовых сканеров MODIS и MERIS // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2014. – Вып. 28. – С. 303 – 319. – http://blackseacolor.com/Site/Papers/suslinchurilova.pdf.
  25. Суслин В.В., Чурилова Т.Я. Трехканальный метод разделения поглощения света фитопланктоном и неживым органическим веществом: приложение к дистанционному зондированию в видимом диапазоне спектра // Тр. VIII Междунар. конф. «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW'2015) (Санкт-Петербург, 8 – 12 сентября 2015 г.). – Санкт-Петербург, 2015. – С. 199 – 203.

Скачать статью в PDF-формате