Малогабаритный измеритель коэффициента яркости моря

Описан малогабаритный спектрорадиометр (МСР), разработанный в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН на основе миниатюрного спектрометра AIOX 2000–02 для палубных измерений спектрального коэффициента яркости моря Rrs(λ), детали которого в основном изготовлены методом 3D печати. Преимуществом нового спектрорадиометра являются значительно меньшие масса и габариты по сравнению с ранее разработанным палубным спектрорадиометром, а также удобство проведения измерений в палубных условиях, в том числе во время качки, что обусловлено как массогабаритными характеристиками, так и отсутствием необходимости в использовании кюветы с чистой водой и ручной установки кюветы и серого экрана в процессе измерений.

Проведено сопоставление спектров Rrs(λ), полученных с использованием данного прибора, с результатами других спектрорадиометров. Показано, что относительная взаимная ошибка измерения спектрального коэффициента яркости моря между данными описанного спектрорадиометра с другими приборами не превышает 15 %, что можно считать хорошим соответствием между их данными.

Результаты обработки кривых Rrs(λ), полученных на описанном приборе, с использованием алгоритма GIOP, хорошо согласуются с независимыми данными о биооптических характеристиках, полученными на момент измерений независимыми методами.

1. Копелевич О.В., Салинг И.В., Вазюля С.В. и др. Биооптические характеристики морей, омывающих берега западной половины России, по данным спутниковых сканеров цвета 1998–2017 гг. М.: ИО РАН, 2018. 140 с.

2. Артемьев В.А., Буренков В.И., Вортман М.И. и др. Подспутниковые измерения цвета океана: новый плавающий спектрорадиометр и его метрология // Океанология. 2000. Т. 40, № 1. С. 148–155.

3. Lee Z., Carder K.L., Mobley C.D., Steward R.G., Patch J.S. Hyperspectral remote sensing for shallow waters. I. A semianalytical model // Applied Optics. 1998. Vol. 37, No. 27. P. 6329–6338. https://doi.org/10.1364/AO.37.006329

4. Ли М.Е., Шибанов Е.Б., Корчёмкина Е.Н., Мартынов О.В. Определение концентрации примесей в морской воде по спектру яркости восходящего излучения // Морской гидрофизический журнал. 2015. Т. 186, № 6. С. 17–33. EDN VHEWVT. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2015-6-17-33

5. Pavlova M.A., Glukhovets D.I., Volodin V.D. Deck spectroradiometer for measuring remote sensing reflectance // Oceanology. 2023. Vol. 63, No. S1. P. S228–S237. EDN KARVPW. https://doi.org/10.1134/S0001437023070147

6. Gao M., Li J.; Wang S., Zhang F., Yan K., Yin Z., Xie Y., Shen W. Smartphone-camera-based water reflectance measurement and typical water quality parameter inversion. // Remote Sensing. 2022. Vol. 14. P. 1371. EDN EZEPHT. https://doi.org/10.3390/rs14061371

7. Werdell P.J., Franz B.A., Bailey S.W., et al. Generalized ocean color inversion model for retrieving marine inherent optical properties // Applied optics. 2013. Vol. 52, No. 10. P. 2019–2037. https://doi.org/10.1364/AO.52.002019

8. Yushmanova A., Kopelevich O., Vazyulya S., Sahling I. Inter-annual variability of the seawater light absorption in surface layer of the northeastern Black Sea in connection with hydrometeorological factors // Journal of Marine Science and Engineering, Vol. 7, No. 9. P. 326–344. EDN ICBIII. https://doi.org/10.3390/jmse7090326