當(dāng)前,衛(wèi)星海色遙感算法和應(yīng)用均基于海水垂直均勻分布的假設(shè),并且沒有考慮由風(fēng)浪破碎產(chǎn)生的海中氣泡對散射的貢獻(xiàn)。事實(shí)上,在上層海洋,包括氣泡在內(nèi)的海水組分通常是垂直非均勻分布的,尤其在近岸海域。本文進(jìn)一步研究了衛(wèi)星海色遙感中的這兩個前沿問題�；谟^測數(shù)據(jù)的分析,研究了海中氣泡對遙感反射比的貢獻(xiàn)以及對大氣校正的影響�；诤Ｑ筝椛鋫鬟f模擬,研究了懸浮物、海中氣泡垂直非均勻分布對近岸海水遙感反射比的影響。具體研究結(jié)果如下： 1.基于海洋光學(xué)和海面風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)的分析,以及海洋輻射傳遞模擬,進(jìn)一步證明對于光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的大洋水,不同風(fēng)速條件下遙感反射比的不同主要源于海中氣泡。通過擬合73組海面風(fēng)速和遙感反射比觀測數(shù)據(jù),獲得遙感反射比和海面風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)關(guān)系,以及遙感反射比和海中氣泡濃度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。利用23組海色傳感器MODIS/Aqua和現(xiàn)場觀測的遙感反射比匹配數(shù)據(jù),研究了印證誤差和海面風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)關(guān)系,獲得不同風(fēng)速條件下衛(wèi)星遙感反射比的修正公式。 2.基于MODIS和現(xiàn)場遙感反射比的印證結(jié)果,進(jìn)一步研究了海中氣泡對大氣校正的影響及其機(jī)制。大氣校正誤差因海中氣泡的存在和增多而增大。即使在大洋,近紅外波段離水輻亮度為0的假設(shè)因氣泡的存在而失效。導(dǎo)致氣溶膠輻亮度被高估,氣溶膠模型可能選錯,可見光波段遙感反射比被低估。 3.基于海洋輻射傳遞模擬,研究了懸浮物濃度(包括浮游植物和礦物粒子)及相關(guān)固有光學(xué)性質(zhì)的垂直非均勻分布對近岸海水遙感反射比的影響。假設(shè)垂直兩層分布；有色可溶有機(jī)物CDOM的固有光學(xué)性質(zhì)隨懸浮物濃度共變。分析了兩層分布遙感反射比與垂直均勻分布遙感反射比的差異,并將兩層垂直結(jié)構(gòu)參數(shù)化以進(jìn)一步研究結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對遙感反射比的影響,首次建立了紅-近紅外波段的遙感反射比和懸浮物濃度垂直結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。 4.基于海洋輻射傳遞模擬和Mie散射理論,研究了垂直非均勻分布的海中氣泡對近海海水遙感反射比的影響。分別考慮背景海水垂直均勻和垂直兩層分布兩種情況。氣泡粒徑分布模型來自文獻(xiàn),它是深度和海面風(fēng)速的函數(shù)。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),對于近海海域,海中氣泡對遙感反射比的影響不僅與風(fēng)速有關(guān),并與上層海水深度、背景海水衰減系數(shù)以及波長有關(guān)。對于渾濁的近海海水,海中氣泡對遙感反射比的影響可以忽略。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：P715.7
【部分圖文】：

氣泡的研究均基于大洋。關(guān)于垂直非均勻海洋光學(xué)，本文利用海洋輻射傳遞模擬，研究近岸海域懸浮物濃度和海中氣泡垂直非均勻分布對海水遙感反射比的影響。研究框架如圖1.1所示。

遙感中的兩個前沿問題:海中氣泡和垂直非均勻海洋光學(xué)2.2.1大氣校正圖2.1給出衛(wèi)星海色遙感原理示意圖。海色傳感器接收到的大氣頂總輻亮度Lt(均包括大氣中分子和氣溶膠的貢獻(xiàn)(L;(勸+La(勸+Lra(均)、海面的太陽耀斑和白帽的貢獻(xiàn)(乓(x)+Lwc(x))以及海水中各組分的貢獻(xiàn)，即離水輻亮度Lw(勸，Lt(均=L，(x)+La(助+Lra(x)+T(勸L以勸+t(助Lwc(勸+t(均Lw(助(2一13)其中T(均和t(均本別是從海面至傳感器的大氣直射、漫射透過率。事實(shí)上，傳感器接收到的來自水體的輻亮度最多占總輻亮度的15%。為了去除大氣的吸收和散射，獲取包含水體組分信息的海面向上光譜輻射，需要進(jìn)行大氣校正。圖2.1衛(wèi)星海色遙感原理圖00記 onandwans[87]提出了Dart一 blaekPixel(DP)大氣校正算法，即假設(shè)海水的反射比在近紅外波段(near~infrared，NIR)為O。本文 3.5節(jié)的研究就是基于 MoDIs/Aqua在大洋水的DP大氣校正算法

rmax和rmin，分別表示氣泡的最大半徑和最小半徑。2.3.1單個氣泡的光學(xué)性質(zhì)圖2.2給出Mie散射計(jì)算的清潔氣泡在三個波段(443、550、676nm)的Qb，bub和Qbb，。u。隨半徑的變化曲線，折射率n=0.75。隨著氣泡半徑的增大，Qb，。u。和Qbb，。u。都先增大，然后出現(xiàn)震蕩，直到當(dāng)氣泡半徑相對波長較大時，達(dá)到漸進(jìn)值。圖2.2清潔氣泡(n二0.75)的散射效率因子必
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2838383