北冰洋卫星水色遥感观测能力评价与展望

作者：崔廷伟,张杰,马毅,刘荣杰,肖艳芳,陈晓英,韦云宏,秦平,牟冰

摘要：卫星水色遥感是研究北冰洋海洋生态系统及其气候变化响应的重要技术手段。本文从北冰洋卫星水色遥感产品的时空覆盖及其制约因素分析入手,通过剖析北冰洋遥感反射率、叶绿素a浓度、初级生产力等卫星关键水色产品的定量化水平及不确定性来源,凝练了未来需突破的若干关键技术。(1)7~8月是一年之中北冰洋卫星水色遥感产品空间覆盖率最高的时段(约为56%~62%),而每年10月至来年3月则不足20%,海冰覆盖(9月影响最小)、云雾干扰(4~8月影响最为严重)、低光照(9月至来年3月影响最为严重)是主要的制约因素,多星融合可在一定程度上提高水色产品的空间覆盖率。(2)4~6月是北冰洋卫星遥感反射率产品精度最高的时段,高质量数据的占比可达82%,其次为1~3月和7~9月(75%),10~12月最低(57%);基于半分析算法的溶解有机物浓度卫星遥感反演精度较高(误差约为12%),而卫星标准叶绿素a浓度产品则存在低值区高估、高值区低估的问题(相对误差为82%~112%);初级生产力遥感产品存在明显不确定性,叶绿素a浓度及其垂向分布、藻类光合作用参数等是主要的不确定性来源。(3)提升北冰洋水色遥感观测能力需突破以下关键科学技术问题:①高纬度海域卫星水色遥感资料的高精度处理方法;②基于北冰洋水体光学特性的高精度区域性水色反演模型;③多星协同的北冰洋水色观测技术;④协同卫星遥感与无人移动观测的北冰洋环境监测技术;⑤北冰洋海洋光学性质的参数化模型构建。

发文机构：中山大学大气科学学院 南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海） 自然资源部第一海洋研究所海洋物理与遥感研究室 中国海洋大学信息科学与工程学院

关键词：北冰洋水色遥感时空覆盖反演叶绿素初级生产力Arctic Oceanocean colour remote sensingspatio-temporal coverageretrievalchlorophyllprimary production

分类号： P733.3[天文地球—物理海洋学]TP722.4[天文地球—海洋科学]