О РАЗРАБОТКЕ РЕГИОНАЛЬНОГО АЛГОРИТМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЭВФОТИЧЕСКОГО СЛОЯ ТЕЛЕЦКОГО ОЗЕРА ПО ДАННЫМ ИЗМЕРЕНИЙ ПРОФИЛЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В АВГУСТЕ 2023 ГОДА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Толщина эвфотического слоя Zeu — один из ключевых параметров водной экосистемы, в частности озера. В силу разных причин, а именно: изменчивости освещения в течение измерения одного профиля, влияния положения судна относительно падающего солнечного света и, наконец, измерения при низких высотах солнца, использование прямых измерений профиля фотосинтетически активной радиации ограничено. Поэтому развитие региональных алгоритмов для определения Zeu, свободных от перечисленных выше недостатков, является перспективным направлением. В данной работе анализируются различные варианты такого подхода, а именно: предложены и апробированы две методики восстановления нижней границы эвфотической зоны на основе измерений трех типов профилей (показателя ослабления света в длинноволновой области спектра, флуоресценции органического вещества и флуоресценции хлорофилла-а) во всем эвфотическом и верхнем к вазиоднородном слоях соответственно. При общей изменчивости толщины эвфотического слоя от 8 до 16 м обе методики дают приблизительно одинаковый результат его восстановления с относительной ошибкой 10–15% при использовании профилей показателя ослабления света и флуоресценции органического вещества (или их комбинации с другими профилями). Наихудший результат с относительной ошибкой 50–100% зафиксирован при использовании профилей флуоресценции хлорофилла-а.

Об авторах

В. В Суслин

ФНЦ "Морской гидрофизический институт РАН"

Email: slava.suslin@mhi-ras.ru
Севастополь, Россия

О. Б Кудинов

ФНЦ "Морской гидрофизический институт РАН"

Севастополь, Россия

А. А Латушкин

ФНЦ "Морской гидрофизический институт РАН"

Севастополь, Россия

Е. Н Корчемкина

ФНЦ "Морской гидрофизический институт РАН"

Севастополь, Россия

И. А Суторихин

ФНЦ "Морской гидрофизический институт РАН"

Севастополь, Россия

В. В Кириллов

ФНЦ "Морской гидрофизический институт РАН"

Севастополь, Россия

О. В Мартынов

ФНЦ "Морской гидрофизический институт РАН"; Институт водных и экологических проблем СО РАН

Email: OVMARTYNOV@gmail.com
Севастополь, Россия; Барнаул, Россия

Список литературы

  1. Акулова О.Б., Букатый В.И., Марусин К.В. Пространственная изменчивость гидрооптических характеристик Телецкого озера // Тр. КарНЦ РАН. Сер. Лимиология и океанология. 2019. № 3. С. 16–27. https://doi.org/10.17076/lim947
  2. Акулова О.Б., Букатый В.И., Вагнер А.А. и др. Фотосинтетически активная солнечная радиация в Телецком озере в период открытой воды // Изв. Алтайского гос. ун-та. 2022. № 4 (126). С. 11–17. https://doi.org/10.14258/jzvasut(2022)4-01
  3. Биология моря / Под ред. А.Л. Верещака. М.: Науч. мир, 2003. 190 с. ISBN 5-89176-210-2
  4. Комплекс гидробиофизический мультипараметрический погружной автономный “КОНДОР”. https://ecodevice.com.ru/ecodevice-catalogue/multiturbidimeter-kondor (дата обращения: 11.09.2024)
  5. Кудинов О.Б., Ли М.Е. Регистрация флюоресценции фитопланктона с использованием экспериментального зондирующего измерителя // Фундаментал. приклад. гидрофизика. 2023. Т. 16. № 4. С. 116–128.
  6. Латушкин А.А., Салюк П.А., Суслин В.В., Мартынов О.В. Региональный алгоритм расчета толщины фотического слоя из вертикального профиля показателя ослабления направленного света на примере северо-западной части моря Уэдделла // Океанология. 2023. Т. 63. № 4. С. 628–633. https://doi.org/10.31857/S0030157423040081
  7. Маньковский В.И., Соловьев М.В., Маньковская Е.В. Гидрооптические характеристики Черного моря. Севастополь: МИ НАН Украины, 2009. 90 с.
  8. Селесей В.В., Селесей Т.С. Телецкое озеро. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 142 с.
  9. Суслин В.В., Кудинов О.Б., Латушкин А.А., Сутрокин И.А., Киршов В.В., Мартынов О.В. Особенности профилей показателя ослабления направленного света на длине волны 660 нм в Телецком озере: экспедиция в августе 2023 года // Тр. “Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: Материалы XXX Международного симпозиума”. Томск: ИОА СО РАН, 2024. 1 CD-ROM. C5-C11. ISBN 978-5-94458-200-3
  10. Суслин В.В., Кудинов О.Б., Латушкин А.А., Сутрокин И.А., Киршов В.В., Мартынов О.В. Взаимосвязь биооптических характеристик Телецкого озера на разных горизонтах по результатам экспедиции в августе 2023 года // Тр. “Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: Материалы XXX Международного симпозиума”. Томск: ИОА СО РАН, 2024. 1 CD-ROM. C12-C16. ISBN 978-5-94458-200-3
  11. Суслин В.В., Кудинов О.Б., Латушкин А.А., Сутрокин И.А., Киршов В.В., Мартынов О.В. Региональный алгоритм определения слоя зоны фотосинтеза Телецкого озера по данным измерений профилей оптически активных веществ в августе 2023 года // Тр. “Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: Материалы XXX Международного симпозиума”. Томск: ИОА СО РАН, 2024. 1 CD-ROM. C17-C24. ISBN 978-5-94458-200-3
  12. Суслин В.В., Латушкин А.А., Кудинов О.Б., Суторихин Н.А., Кирилов В.В., Мартынов О.В. Слой фотосинтеза по данным измерений профиля фотосинтетически активной радиации Телецкого озера в августе 2023 года: региональные особенности // Тр. “Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: Материалы XXX Международного симпозиума”. Томск: ИОА СО РАН, 2024. 1 CD-ROM. C25-C31. ISBN 978-5-94458-200-3
  13. Суслин В.В., Кудинов О.Б., Корчевский Е.Н., Латушкин А.А., Суторихин Н.А., Кирилов В.В., Мартынов О.В. Спектральные свойства вертикального распределения горизонтальной облученности в Телецком озере: август 2023 года // Тр. “Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: Материалы XXX Международного симпозиума.” Томск: ИОА СО РАН, 2024. 1 CD-ROM. C32-C39. ISBN 978-5-94458-200-3
  14. Чурилова Т.Я., Суслин В.В., Кривенко О.В. и др. Спектральный подход к оценке скорости фотосинтеза фитопланктона в Черном море по спутниковой информации: методологические аспекты развития региональной модели // Журн. Сиб. федер. ун-та. Сер. Биология. 2016. Т. 9. № 4. С. 367–384. https://doi.org/10.17516/1997-1389-2016-9-4-367-384
  15. Chen J., Cui T., Ishizaka J., Lin Ch. A neural network model for remote sensing of diffuse attenuation coefficient in global oceanic and coastal waters: Exemplifying the applicability of the model to the coastal regions in Eastern China Seas // Remote Sensing environ. 2014. V. 148. P. 168–177. https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.02.019
  16. Churilova T.Y., Suslin V.V., Sosik H.M. A spectral model of underwater irradiance in the Black Sea // Phys. Oceanogr. 2009. V. 19. № 6. P. 366–378. https://doi.org/10.1007/s11110-010-9060-8
  17. Marine Optics / Ed. N.G. Jerlov. Amsterdam: Elsevier Sci. Publ. Company, 1976. 231 p.
  18. Liu X., Zhang Y., Shi K., Lin J., Zhou Y., Qin B. Determining critical light and hydrologic conditions for macrophyte presence in a large shallow lake: The ratio of euphotic depth to water depth // Ecol. Indicators. 2016. V. 71. P. 317–326. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.07.012
  19. Majozj N.P., Salama Mhd. Subyb, Bernard S., Harper D.M., Habe M. Ghirmai. Remote sensing of euphotic depth in shallow tropical inland waters of Lake Naivasha using MERIS data // Rem. Sens. Environ. 2014. V. 148. P. 178–189. https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.03.025
  20. Ronald J., Zanevell V., Spinrad R.W., Bartz R. Optical properties of turbidity standards // Proc. SPIE 0208, Ocean Optics VI, (26 March 1980). https://doi.org/10.1117/12.958272
  21. Roy S., Das B.S. Estimation of euphotic zone depth in shallow inland water using inherent optical properties and multispectral remote sensing imagery // J. Hydrol. 2022. V. 612. Pt C. 128293. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.128293
  22. Shi K., Zhang Y., Liu X., Wang M., Qin B. Remote sensing of diffuse attenuation coefficient of photosynthetically active radiation in Lake Taihu using MERIS data // Rem. Sens. Environ. 2014. V. 140. P. 365–377. https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.09.013
  23. Simon A., Shanmugam P. Estimation of the spectral diffuse attenuation coefficient of downwelling irradiance in inland and coastal waters from hyperspectral remote sensing data: Validation with experimental data // Int. J. Applied Earth Observation Geoinformation. 2016. V. 49. P. 117–125. https://doi.org/10.1016/j.jag.2016.02.003
  24. Suslin V.V., Kudinov O.B., Korchemskina E.N., Latushkin A.A., Sutorikhin I.A., Kirillov V.V., Martynov O.V. Spectral properties of the horizontal irradiance vertical distribution in Lake Teletskoye in August 2023: processing methodology and regional features // Limnol. Freshwater Biol. 2024. № 5. P. 1253–1266. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2024-A-5-1253

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025