北冰洋衛星水色遙感觀測能力評價與展望

作者：崔廷偉,張杰,馬毅,劉榮杰,肖艷芳,陳曉英,韋云宏,秦平,牟冰

摘要：衛星水色遙感是研究北冰洋海洋生態系統及其氣候變化響應的重要技術手段。本文從北冰洋衛星水色遙感產品的時空覆蓋及其制約因素分析入手,通過剖析北冰洋遙感反射率、葉綠素a濃度、初級生產力等衛星關鍵水色產品的定量化水平及不確定性來源,凝練了未來需突破的若干關鍵技術。(1)7~8月是一年之中北冰洋衛星水色遙感產品空間覆蓋率最高的時段(約為56%~62%),而每年10月至來年3月則不足20%,海冰覆蓋(9月影響最小)、云霧干擾(4~8月影響最為嚴重)、低光照(9月至來年3月影響最為嚴重)是主要的制約因素,多星融合可在一定程度上提高水色產品的空間覆蓋率。(2)4~6月是北冰洋衛星遙感反射率產品精度最高的時段,高質量數據的占比可達82%,其次為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機物濃度衛星遙感反演精度較高(誤差約為12%),而衛星標準葉綠素a濃度產品則存在低值區高估、高值區低估的問題(相對誤差為82%~112%);初級生產力遙感產品存在明顯不確定性,葉綠素a濃度及其垂向分布、藻類光合作用參數等是主要的不確定性來源。(3)提升北冰洋水色遙感觀測能力需突破以下關鍵科學技術問題:①高緯度海域衛星水色遙感資料的高精度處理方法;②基于北冰洋水體光學特性的高精度區域性水色反演模型;③多星協同的北冰洋水色觀測技術;④協同衛星遙感與無人移動觀測的北冰洋環境監測技術;⑤北冰洋海洋光學性質的參數化模型構建。

發文機構：中山大學大氣科學學院 南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海） 自然資源部第一海洋研究所海洋物理與遙感研究室 中國海洋大學信息科學與工程學院

關鍵詞：北冰洋水色遙感時空覆蓋反演葉綠素初級生產力Arctic Oceanocean colour remote sensingspatio-temporal coverageretrievalchlorophyllprimary production

分類號： P733.3[天文地球—物理海洋學]TP722.4[天文地球—海洋科學]