低纬度边缘海颗粒有机碳的卫星遥感算法研究

海洋有机碳的生物地球化学研究亟需可靠的光学测量和卫星遥感技术提供支撑。本项目拟通过历史资料分析和海上实地观测，开展低纬度边缘海区颗粒有机碳的卫星遥感算法研究。主要包括：1.颗粒有机碳对海水光学特性的影响；2.相关生物光学的逆问题研究；3.多种经验算法的统计比较与筛选；4.遥感算法在现场的真实性检验。由此建立能够准确反演海洋颗粒有机碳含量的区域海色卫星遥感算法，同时获取海洋有机碳的生物光学基础数据。这将促进海洋观测技术的创新，拓展海色遥感在生物海洋学和海洋生态环境领域的应用，提高区域海洋碳循环研究的水平。

在基金项目的支持下，先后组织开展了2011年夏季南海航次、2012年春季印度洋航次、2012年秋季西太平洋航次、2013年春季印度洋航次、2013年夏季黄渤海航次5个航次调查，采集了颗粒有机碳POC、叶绿素Chla、颗粒物光谱吸收系数ap/ad、后向散射光谱系数bb/bbp、表观剖面光谱和遥感反射比Rrs数据。目前处理分析2011南海航次数据，分析了南海后向散射bb特性，后向散射bb同POC关系， POC同Chla关系，分析了QAA方法计算bb的适用性，比较了单波段遥感反射比Rrs计算POC，双波段比值计算POC，综合法计算POC的结果差别。结果表明，1）颗粒物后向散射bbp对总后向散射bb贡献约为50%，表层bbp约占bb的的1/3；2）在珠江口区域bbp为南海最高区域，约为其他区域的2倍，相应的后向散射概率要低于其他区域；3）bb同其斜率slope有很好的负相关性；4）bbp510同POC有很好的相关性，相关系数达到0.81；5）POC同Chla比例关系不稳定，相差两个量级，不能通过Chla估算POC；6）单波段直接计算POC相关性最高，但是当POC含量很低时两者没有很好的相关性，不适用于低POC含量的情况；7）综合法也不尽完美，尽管bbp同POC的关系相对稳定，但是通过半分析算法由Rrs计算bb仍有很大提高空间，需要根据南海实际情况，对半分析算法做一些修正；8）蓝绿比值方法两者相关性较稳定，相关系数达到0.75以上，可以较好的适用于南海POC反演。目前对其他航次数据也进行了初步分析，其海洋光学特性同南海有很大差别，相关工作将继续研究。同时，在该项目的支持下，邀请国外专家访问讲学多次，参加国际会议1次，招收3名硕士研究生，已发表SCI论文1篇，EI论文1篇，1篇正在审稿中，另有2篇正在准备投稿。