水中油对水体上行辐亮度光谱的影响

摘要：

目前,学者主要关注利用遥感技术探测海面油膜.然而,经海洋物理过程或人为喷洒化学分散剂处理形成的水中油对海洋生境也具有危害作用.水体上行辐亮度是水色传感器的重要信号源,通过分析含油水体的上行辐亮度光谱特征,探索快速有效地遥测水中油的方法对保护海洋生境具有重要意义.基于大连港海域现场实测数据及Hydrolight模拟含油水体水下光场,通过分析上行辐亮度随波长、水深及太阳天顶角的变化特征,剖析水中油对上行辐亮度光谱的影响及水中油的敏感光谱特性.结果表明水中油的主要波谱响应区间位于可见光波段(380～760 nm).随着水中油浓度的增加,上行辐亮度光谱峰值有逐渐向长波方向移动及蓝光波段辐亮度量值逐渐降低的趋势,这些变化处于水色遥感的探测光谱范畴,为利用水色遥感技术探测水中油提供了光谱依据.其次,上行辐亮度随水深逐级递减,并在接近水体下界面前不降反升的现象说明刚好在水面之上的上行辐亮度由各深度水体组分的后向散射及下界面的反射共同贡献,再经水汽界面上行透射而得,属于水体辐射传输的核心机理.这与水面油膜通过油类物质改变海表反射率而产生与自然海表不同反射光谱的探测机理具有本质上的差别.再者,与含水中油水体后向散射产生的上行辐亮度相比,海表对太阳光的反射属于强信号,会掩盖水体组分信息.水色卫星搭载的水色传感器具有一定的侧摆能力,能避开太阳辐射反射信号并接收到含水中油水体的上行辐亮度;水色卫星的当地过境时间一般为10至14点,且水色传感器具有高信噪比特征,满足含水中油水体的暗像元探测要求.该研究揭示了水色遥感探测含水中油水体的光谱和机理依据,表明可以视水中油为一种新的水体组分,基于光在水体中的辐射传输过程,开展含水中油水体的水色遥感反演研究.

关键词：水色遥感、辐射传输机理、石油污染、上行辐亮度光谱

所属期刊栏目：42

分类号：X87(环境遥感)

资助基金：国家自然科学基金;广东海洋大学创新强校工程自主创新能力提升项目;广东海洋大学科研启动经费资助项目

在线出版日期：2022-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1648-1653