Войти
На этом изображении MODIS Карибского моря вода кажется синей потому что молекулы воды рассеивают солнечный свет. Около Багамских островов более светлые цвета морской волны указывают на мелководье, где солнечный свет отражается от песка и рифов у поверхности. Определяется «цвет» океана путем взаимодействий падающего света с веществами или частицами, присутствующими в воде. Белый солнечный свет состоит из спектра длин волн (около 400–700 нм), из которых капли воды рассеивают в непрерывный спектр " радуга "цвета. Большое количество воды, даже в бассейне, тоже будет синим.
Когда свет падает на поверхность воды, разные цвета поглощаются, пропускаются, рассеиваются или отражаются с разной интенсивностью молекулами воды и другими так называемыми оптически активными составляющими в суспензия в верхнем слое (называемом эпипелагической или световой зоной ) океана. Причина того, что воды открытого океана кажутся синими в ясные полуденные условия, связана с поглощением и рассеянием света. Волны синего цвета рассеяны, подобно рассеянию синего света в небе, но поглощение является гораздо большим фактором, чем рассеяние для чистой воды океана. В воде поглощение сильное в красном и слабое в синем, поэтому красный быстро поглощается в океане, оставляя синий. Почти весь солнечный свет, попадающий в океан, поглощается, за исключением очень близких к побережью. Волны красного, желтого и зеленого цветов поглощаются молекулами воды в океане.
Когда солнечный свет падает на океан, часть света отражается обратно, но большая его часть проникает через поверхность океана и взаимодействует с молекулами воды, с которыми сталкивается. Волны красного, оранжевого, желтого и зеленого цветов поглощаются, поэтому оставшийся свет, который мы видим, состоит из более коротких длин волн синего и фиолетового цветов.
Любые частицы, взвешенные в воде, увеличивают рассеяние света. В прибрежных районах сток из рек; повторное взвешивание песка и ила со дна приливами, волнами и штормами; и ряд других веществ могут изменить цвет прибрежных вод. Некоторые типы частиц могут также содержать вещества, которые поглощают свет определенных длин волн, что изменяет его характеристики. Например, микроскопические морские водоросли, называемые фитопланктоном, обладают способностью поглощать свет в синей и красной областях спектра благодаря особым пигментам, таким как хлорофилл. Соответственно, по мере увеличения концентрации фитопланктона в воде цвет воды смещается в сторону зеленой части спектра. Мелкие минеральные частицы, такие как осадок, поглощают свет в синей части спектра, заставляя воду приобретать коричневатый оттенок при наличии большого количества отложений.
Самым важным светопоглощающим веществом в океанах является хлорофилл, который фитопланктон использует для производства углерода посредством фотосинтеза. Хлорофилл, зеленый пигмент, заставляет фитопланктон преимущественно поглощать красную и синюю части светового спектра и отражать зеленый свет. Районы океана с высокой концентрацией фитопланктона имеют оттенки сине-зеленого цвета в зависимости от типа и плотности популяции фитопланктона в них. Основной принцип дистанционного зондирования цвета океана из космоса заключается в том, что чем больше фитопланктона в воде, тем она зеленее.
Есть и другие вещества, растворенные в воде, которые также могут поглощать свет. Поскольку вещества обычно состоят из органического углерода, исследователи обычно называют их окрашенным растворенным органическим веществом.
Радиометрия цвета океана - это технология и научная дисциплина, касающаяся изучения взаимодействия между видимым электромагнитным излучением, исходящим от солнце и водная среда. В общем, этот термин используется в контексте наблюдений с помощью дистанционного зондирования, часто выполняемых с орбитальных спутников . Используя чувствительные радиометры, такие как бортовые спутниковые платформы, можно тщательно измерить широкий спектр цветов, выходящих из океана. Эти измерения могут быть использованы для получения важной информации, такой как биомасса фитопланктона или концентрации другого живого и неживого материала, которые изменяют характеристики поступающей радиации. Мониторинг пространственной и временной изменчивости цветения водорослей со спутника над большими морскими регионами вплоть до масштаба мирового океана сыграл важную роль в характеристике изменчивости морских экосистем и является ключевым инструмент для исследования того, как морские экосистемы реагируют на изменение климата и антропогенные возмущения.
Дистанционное зондирование цвета океана из космоса началось в 1978 году с успешного запуска НАСА Цветного сканера прибрежной зоны (CZCS). Несмотря на то, что CrZCS была экспериментальной миссией, рассчитанной на один год, датчик продолжал генерировать ценные временные ряды данных по выбранным тестовым участкам до начала 1986 года. Прошло десять лет, прежде чем стали доступны другие источники данных о цвете океана с помощью запуск других датчиков, в частности датчика с широким полем зрения на море (SeaWiFS ) в 1997 году на борту спутника NASA SeaStar. Последующие датчики включали в себя спектрорадиометр среднего разрешения (MODIS) НАСА на борту спутников Aqua и Tearra, спектрометр изображения с разрешением MEdium (MERIS ) ЕКА на борту его экологического спутника Envisat. Недавно было запущено несколько новых датчиков цвета океана, в том числе монитор цвета Индийского океана (OCM-2) на борту спутника ISRO Oceansat-2 и корейский спутник Geostationary Ocean Color Imager (GOCI), который является первым датчиком цвета океана, который будет запущен на геостационарном спутнике , и комплект радиометров Visible Infrared Imager Radiometer Suite (VIIRS ) на борту корабля NASA Suomi АЭС. В следующем десятилетии различные космические агентства планируют больше датчиков цвета океана.
Радиометрия цвета океана и производные от нее продукты также рассматриваются как фундаментальные важные климатические переменные, как это определено Глобальной системой наблюдения за климатом. Наборы данных о цвете океана предоставляют единственную глобальную синоптическую перспективу первичной продукции в океанах, давая представление о роли мировых океанов в глобальном углеродном цикле.
Данные о цвете океана являются жизненно важным ресурсом для широкого спектра оперативных прогнозов и океанографических исследований, наук о Земле и связанных с ними приложений, а также во многих областях общественного блага, определенных Группой по наблюдениям за Землей. Вот несколько примеров некоторых способов использования данных о цвете океана и связанных типов данных.
Портал океанов 