hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.7868/S20736673180300127hydrophysics-791Research ArticleТЕХНИЧЕСКАЯ ГИДРОФИЗИКАTECHNICAL HYDROPHYSICSИспользование нового судового комплекса пассивного оптического зондирования для получения распределения естественных примесей в прибрежных водахUsing of New Shipborne Complex for Passive Optical Remote Sensing for Obtaining Distribution of Natural Admixtures in Coastal WatersГончаренкоИ. В.GoncharenkoI. V.

г. Москва

Moscow

goncharenko@ocean.ruРостовцеваВ. В.RostovtsevaV. V.

г. Москва

Moscow

КоноваловБ. B.KonovalovB. V.

г. Москва

Moscow

Институт Океанологии им. П. П. Ширшова РАНРоссияP. P. Shirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of SciencesRussian Federation20181611202211397101Copyright © Гончаренко И.В., Ростовцева В.В., Коновалов Б.B., 20222022Гончаренко И.В., Ростовцева В.В., Коновалов Б.B.Goncharenko I.V., Rostovtseva V.V., Konovalov B.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/791

Оценка экологического состояния прибрежных вод или вод внутренних морей требует оперативного получения подробных данных об акватории. Разработанный нами новый трехканальный пассивный оптический комплекс для экологического мониторинга морских акваторий позволяет получать спектры коэффициента яркости моря с борта движущегося судна. Для обработки результатов измерений с целью получения данных о концентрации имеющихся в воде естественных примесей используется оригинальный метод решения обратной задачи, основанный на учете особенностей спектра поглощения света чистой водой, — метод водной адсорбционной ступеньки. Комплекс для экологического мониторинга морских акваторий совместно с программой метода водной адсорбционной ступеньки был использован для изучения зон смешения различных типов вод в Черном море. Производя измерения с пространственным разрешением 3 метра с борта движущегося судна, он позволил получить подробную картину распределения примесей по двум исследуемым акваториям прибрежных районов Черного моря различной трофности. Данные дистанционного зондирования были верифицированы результатами измерений, полученными на станциях.

Estimation of the ecological state of shelf waters or inland seas needs to obtain detailed data over the area operatively. The new three-channel passive optical complex for ecological monitoring of marine aquatoria (EMMA), developed by us, gives the sea radiance coefficient spectra from board a moving ship. For processing of the data of measurements aiming at the water admixtures concentration assessment an original method for solving of the inverse problem is used, which is based on the intrinsic properties of the pure water absorption spectrum — water absorption step method (WASM). Complex EMMA together with the program WASM was applied for studying of the areas of different sea water types mixing in the Black Sea. Giving data at the spacial resolution of 3 meters from board a moving vessel, it enabled us to get the detailed distribution of the natural water constituents over the two coastal regions of the Black Sea with different trophicity under exploration. The obtained remote sensing data were verified with the results of measurements carried out at the stations.

оптическое пассивное дистанционное зондированиекоэффициент спектральной яркости моряпоглощение света морской водойконцентрация взвеси и окрашенного органического вещества в морской водеморской шельфустье рекивнутренние моряoptical passive remote sensingsea radiance coefficient spectrumsea water absorptionconcentration of sea water suspended matter and coloured organic mattersea shelfriver mouthinland seasРабота выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (тема № 0149-2018-0002 — разра- ботка методики и анализ данных) при частичной поддержке РНФ (проект № 14-05-00095 — экспедиционные исследования).ReferencesMouw C. B., Greb S., Aurin D., DiGiacomo P. M., Lee Z-P., Twardowski M., Binding C., Hu C., Ma R., Moore T., Moses W., Craig S. E. Aquatic color radiometry remote sensing of coastal and inland waters: Challenges and recommendations for future satellite missions // Remote Sens. Environ. 2015. V. 160, P. 15—30.Mouw C. B., Greb S., Aurin D., DiGiacomo P. M., Lee Z-P., Twardowski M., Binding C., Hu C., Ma R., Moore T., Moses W., Craig S. E. Aquatic color radiometry remote sensing of coastal and inland waters: Challenges and recommendations for future satellite missions. Remote Sens. Environ. 2015, 160, 15—30.Буренков В. И., Копелевич О. В, Ратькова Т. Н., Шеберстов С. В. Цветение кокколитофорид в Баренцевом море — спутниковые и судовые наблюдения // Океанология. 2011. Т. 51, № 5. С. 1—9.Burenkov V. I., Kopelevich O. V., Rat’kova T. N., Sheberstov S. V. Satellite Observations of the Coccolithophorid Bloom in the Barents Sea. Oceanology. 2011, 51, 766—774.Матюшенко В. А., Пелевин В. Н., Ростовцева В. В. Измерение коэффициента яркости моря трехканальным спектрофотометром с борта НИС // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т. 9, № 5. С. 664—669.Matyushenko V. A., Pelevin V. N., Rostovtseva V. V. Measurement of the Sea Radiance Coefficient with Three-Channel Spectrophotometer from board a Research Ship. Atmospheric and Oceanic Optics. 1996, 9 (5), 421—424.Mobley C. D. Estimation of the remote sensing reflectance from above–water methods // Appl. Optics. 1999. V. 38. P. 7442—7455.Mobley C. D. Estimation of the remote sensing reflectance from above–water methods. Appl. Optics. 1999, 38, 7442—7455.Hunter P. D., Tyler A. N., Carvalho L., Codd G. A., Maberly S. C. Hyperspectral remote sensing of cyanobacterial pigments as indicators for cell populations and toxins in eutrophic lakes // Remote Sens. Environ. 2010. V. 114. P. 2705—2718.Hunter P. D., Tyler A. N., Carvalho L., Codd G. A., Maberly S. C. Hyperspectral remote sensing of cyanobacterial pigments as indicators for cell populations and toxins in eutrophic lakes. Remote Sens. Environ. 2010, 114, 2705—2718.Hommersom A., Kratzer S., Laanen M., Ansko I., Ligi M., Bresciani M., Giardino C., Beltrán-Abaunza J. M., Moore G., Wernand M., Peters S. Intercomparison in the field between the new WISP-3 and other radiometers (TriOS Ramses, ASD FieldSpec, and TACCS) // J. Appl. Rem. Sens. 2012. V. 6, N 1. P. 1—21.Hommersom A., Kratzer S., Laanen M., Ansko I., Ligi M., Bresciani M., Giardino C., Beltrán-Abaunza J. M., Moore G., Wernand M., Peters S. Intercomparison in the field between the new WISP-3 and other radiometers (TriOS Ramses, ASD FieldSpec, and TACCS). J. Appl. Rem. Sens. 2012, 6, 1, 1—21.Ростовцева В. В. Метод получения спектров поглощения морской воды по данным пассивного дистанционного зондирования с борта судна с использованием свойств чистой воды // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28, № 11. С. 1003—1011.Rostovtseva V. V. Method for sea water absorption spectra estimation on the basis of shipboard passive remote sensing data and pure sea water properties. Atmospheric and Oceanic Optics. 2016, 29(2), 162—170.Ростовцева В. В., Гончаренко И. В., Коновалов Б. В., Алюкаева А. Ф. Оперативная оценка состояния прибрежных морских акваторий по данным пассивного оптического зондирования поверхности воды с борта судна // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30, № 12. С. 1017—1022.Rostovtseva V. V., Goncharenko I. V., Konovalov B. V., Alukaeva A. F. Rapid estimation of the ecological state of coastal water areas based on shipboard passive remote optical sensing of the water surface. Atmospheric and Oceanic Optics. 2018, 31(3), 225—231.Коновалов Б. В., Кравчишина М. Д., Беляев Н. А., Новигатский А. Н. Определение концентрации минеральной взвеси и взвешенного органического вещества по их спектральному поглощению // Океанология. 2014. Т. 54, № 5. С. 704—711.Konovalov B. V., Kravchishina M. D, Belyaev N. A., Novigatsky A. N. Determination of the concentration of mineral particles and suspended organic substance based on their spectral absorption. Oceanology. 2014, 54(5), 660—667.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.