长江口邻近海域冬季水体漫衰减特性及遥感反演初探

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本文采用2012年和2013年冬季长江口邻近海域的实测数据,分析了该区域漫衰减系数光谱特征,490nm波段向下漫衰减系数(Kd(490))的空间分布及影响因子,分析了叶绿素、CDOM.总悬浮物与Kd(490)的关系。建立了该研究区域Kd(490)与有效光合辐射衰减系数(Kd(PAR))的关系式和总悬浮物浓度与Kd(490)的关系式。结果表明:长江口邻近区域Kd490值随着离岸距离的减小逐渐增大,最大值达到了1.8m-1,杭州湾邻近区域情况类似,舟山岛附近出现了Kd(490)的最大值2.8m-1。总悬浮物对Kd(490)的影响较大,悬浮物浓度与Kd(490)相关度大于0.86。黄色物质和叶绿素a对其影响较小,与Kd(490)相关度均小于0.25。光合有效辐射衰减系数(Kd(PAR))与Kd(490)的关系:Kd(PAR)=0.495eXp(0.8602Kd(490))-0.2217,对比反演与实测结果显示:均方根误差为0.102m-1,平均相对误差为14.62%,决定系数为0.927;总悬浮物浓度(TSM)与Kd(490)的关系:Kd(490)=1.988+3.61*TSM+3.198*TSM2,对比反演与实测结果显示:均方根误差为0.103m-1,平均相对误差为25.6%,决定系数为0.895。在文献研究的基础和对主要影响因子分析的基础上建立了三波段遥感反射率与Kd(490)的反演模式:lg[Kd(490)]=a[Rrs(590)/Rrs(510)]+b[Rrs(670)/Rrs(510)],对比反演与实测结果显示:均方根误差为0.098m-1,平均相对误差为12.43%,决定系数为0.916;并对400-700nm的漫衰减系数进行了参数化,得到参数化公式Kd(λ)=k(λ)*Kd(490)+b(λ),其中k=1.158*10-5λ2-0.01561*λ+5.8573b=1.408*10-5*λ2-0.01363*λ+3.3054,利用剩余八组数据进行验证,得到结果显示:八组数据的平均相对误差范围为0.024~0.0985,均方根误差范围为0.032-0.074,相关性系数范围为0.947-0.988,参数化结果良好。本文分析了冬季长江口邻近海域光合有效辐射(PAR)的分布,并进行归一化处理,得到水下归一化PAR的垂直分布及其该研究区域的不同水深处的分布趋势,计算得出真光层深度,并使用VGPM模型计算得出冬季长江口初级生产力。分析及计算结果表明,归一化PAR强度随水深的增大不断减小,其与真光层深度存在良好的二次多项式拟合关系;真光层具有离岸越远,深度越大的趋势;初级生产力在冬季受到真光层深度的影响较大,并在东经123。,北纬31.75。处形成最高值区域,并最高值区为中心,向外减小的分布趋势。
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