Параметры индикатрис рассеяния света и состав взвеси в зоне апвеллинга на экваторе в Индийском океане

В. И. Маньковский

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

e-mail: ila.82@mail.ru

Аннотация

Цель. Цель статьи – представить и обсудить результаты измерений индикатрис рассеяния света, их параметры, а также рассчитанный по индикатрисам состав взвеси в зоне апвеллинга на экваторе в западной части Индийского океана.

Методы и результаты. Данные измерений индикатрисы рассеяния света и глубины видимости белого диска получены в 10-м рейсе НИС «Академик Вернадский» в феврале 1975 г. В районе экватора был сделан океанографический разрез по 54,5º в. д. от 2º ю. ш. до 2º с. ш. со станциями через 0,5º. На разрезе наблюдался подъем вод в районе экватора. Рассчитаны параметры индикатрисы: показатель рассеяния, коэффициент асимметрии, вытянутость индикатрисы. По измеренным индикатрисам рассчитаны параметры взвеси: массовая и численная концентрации органических и минеральных частиц, средний размер органических частиц. В максимуме апвеллинга на 0,4º ю. ш. показатель рассеяния σ составил 0,849 1/м, в фоновых водах на 2º с. ш. – 0,207 1/м. Увеличение коэффициента асимметрии индикатрисы при возрастании показателя рассеяния определяется соотношением К = 255σ + 6 (R = 0,97). Проведено сравнение параметров индикатрис и состава взвеси в зонах апвеллинга на экваторе в Индийском и Атлантическом океанах, показавшее более высокую концентрацию мелких (минеральных) взвешенных частиц в водах Атлантического океана. В максимуме апвеллинга массовая концентрация общей взвеси Ссум составила 0,938 мг/л, в фоновых водах 0,364 мг/л. Установлена зависимость среднего радиуса органических частиц от концентрации взвеси.

Выводы. Установлено общее для Индийского и Атлантического океанов значение угла θmax, равное 3,5º, при котором восстановление общего показателя рассеяния по измерению рассеяния в данном направлении оптимально. Основу массовой концентрации взвеси на разрезе составляют органические частицы. Полученная связь размеров частиц органической взвеси с концентрацией взвеси в водах зоны апвеллинга подтверждает предыдущие исследования: при увеличении продуктивности размеры частиц уменьшаются, и наоборот, в низкопродуктивных водах размеры частиц возрастают.

Ключевые слова

индикатриса рассеяния, показатель рассеяния, коэффициент асимметрии, белый диск, органическая взвесь, минеральная взвесь, размер частиц

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ по теме № FNNN-2021-0003.

Для цитирования

Маньковский В. И. Параметры индикатрис рассеяния света и состав взвеси в зоне апвеллинга на экваторе в Индийском океане // Морской гидрофизический журнал. 2022. Т. 38, № 5. С. 499–511. EDN VSINNT. doi:10.22449/0233-7584-2022-5-499-511

Mankovsky, V.I., 2022. Parameters of the Light Volume Scattering Functions and Composition of Suspension in the Upwelling Zone at the Equator in the Indian Ocean. Physical Oceanography. 29(5), pp. 480-490. doi:10.22449/1573-160X-2022-5-480-490

DOI

10.22449/0233-7584-2022-5-499-511

Список литературы

  1. Petzold T. J. Volume Scattering Functions for Selected Ocean Waters: final report. Warminster, USA: Naval air Development Center, 1972. 79 p. URL: https://escholarship.org/uc/item/73p3r43q (date of access: 27.07.2022).
  2. Lee M. E., Korchemkina E. N. Volume Scattering Function of Seawater // Light Scattering, Radiative Transfer and Remote Sensing. / A. Kokhanovsky (ed.). Cham : Springer, 2018. Chapter 4. P. 151–195. (Springer Series in Light Scattering ; vol. 2). https://doi.org/10.1007/978-3-319-70808-9_4
  3. Шибанов Е. Б. Расчет параметров глубинного режима в море с использованием данных об индикатрисе рассеяния света морской водой // Процессы в геосредах. 2020. № 2 (24). С. 738–745.
  4. Оптические методы исследования океана: дистанционные и контактные наблюдения / Е. Б. Шибанов [и др.] // Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы : тезисы докладов XXIV Международного симпозиума, Томск, 2–5 июля 2018, г. Томск. Томск : Изд-во ИОА СО РАН, 2018. С. Р18–Р27.
  5. Определение концентрации примесей в морской воде по спектру яркости восходящего излучения / M. E. Lee [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 6. С. 17–33. doi:10.22449/0233-7584-2015-6-17-33
  6. Маньковский В. И. Параметры индикатрис рассеяния света в тропических водах Атлантического океана // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31, № 8. С. 634–639. doi:10.15372/AOO20180806
  7. Shybanov E. B., Lee M. E. Light scattering properties of seawater in the central and north-western part of the Black Sea // Current problems in optics of natural waters (ONW'2013) : VII International conference, St.-Petersburg, Russia, September 10–14, 2013 : proceedings. Saint Petersburg: Nauka, 2013. P. 252–257.
  8. Measurements and modeling of the volume scattering function in the coastal northern Adriatic Sea / J.-F. Berthon [et al.] // Applied Optics. 2007. Vol. 46, iss. 22. P. 5189–5203. https://doi.org/10.1364/AO.46.005189
  9. Measurement and modeling of volume scattering functions for phytoplankton from Norwegian coastal waters / E. Marken [et al.] // Journal of Marine Research. 2017. Vol. 75, no. 5. P. 579–603. https://doi.org/10.1357/002224017822109514
  10. Ощепков С. Л., Сорокина Е. А. Методика экспрессного восстановления дисперсности и концентрации морской взвеси из измерений индикатрис рассеяния // Океанология. 1988. Т. 28, вып. 1. С. 157–161.
  11. Маньковский В. И. Изменение коэффициента асимметрии индикатрисы рассеяния света природных вод, содержащих органические частицы // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2016. Т. 52, № 3. С. 373–378. doi:10.7868/S0002351516030081
  12. Копелевич О. В., Буренков В. И. О нефелометрическом методе определения общего показателя рассеяния света морской водой // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1971. Т 7, № 12. С. 1280–1289.
  13. Маньковский В. И., Маньковская Е. В. Корреляции между параметрами индикатрис рассеяния света в поверхностных водах Средиземного моря // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 5 С. 554–564. doi:10.22449/0233-7584-2021-5-554-564
  14. Маньковский В. И., Гринченко Д. В. Взвешенное вещество и его состав по данным о рассеянии света на макрополигоне в северной части тропической зоны Атлантического океана // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 3. С. 254–266. doi:10.22449/0233-7584-2018-3-254-266
  15. Маньковский В. И., Маньковская Е. В. Определение по индикатрисам рассеяния света размеров частиц взвешенного органического вещества и исследование их связи с трофностью вод // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33, № 11. С. 863–866. doi:10.15372/AOO20201106

Скачать статью в PDF-формате