南海西部水体光吸收特征及其对水色遥感的启示

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受沿岸上升流、气旋式冷涡及其夹带的冲淡水的影响,夏季(2007年)南海西部水体吸收特征与冬季(2006年)迥异。冬季水体吸收分布较稳定:浮游植物吸收αph(443)表层值在0.01-0.02 m-1间;次表层最大~0.04 m-1,深度在50-75m间;CDOM吸收αg(443)表层值均小于0.005 m-1,在底层或浮游植物吸收最大层出现最高值,可超过0.03 m-1。夏季水体吸收分布则要复杂许多。观测期间发现三处高盐低温中心(~110E/13.5N、111E/12.5N、112E/14.5N),由气旋式冷涡或沿岸上升流所致;13N以南表层大面积覆盖低盐水,可能是冷涡(112E/14.5N)夹带的湄公河冲淡水。在三处冷水中心,浮游植物吸收aph(443)相对周边站位次表层最大上抬(~25 mvs.70 m),值升高(最高达0.157m-1),但表层没有显著差别;相比其他站位,冲淡水所及表层aph(443)提高,都在0.01 m-1之上。与冬季相似,夏季675、443 nm浮游植物吸收与叶绿素a呈幂函数关系;但夏季浮游植物比叶绿素a吸收系数a(α*ph)相比冬季略低,可能因为冲淡水、深层涌升水诱发了相对大粒级浮游植物的生长,增大色素打包效应。而就CDOM吸收而言,相比13N以北,13N以南ag(443)表层值均在0.01 m-1以上,ag(443)表层分布与盐度呈显著反相关,冲淡水的影响极其显著。冷涡、沿岸上升流对CDOM的影响则要复杂许多。在低温中心,ag(443)表层值并未升高,可能因为深层冷水上抬强度不够,未及表层;虽然对于多数站位,ag(443)次表层最大与aph(443)的对应,显示浮游植物是CDOM的来源,但在低温中心并未出现高值,可能CDOM更多来源于浮游植物的降解,二者之间存在时滞性。但总体上夏季南海西部海域CDOM吸收要远高于冬季,除了冲淡水的直接输入,冷涡、沿岸上升流以间接的方式通过诱发浮游植物生长提高了整个水柱的CDOM含量。与水团性质相符,CDOM吸收光谱斜率S(300-500 nm)冬季集中在0.02-0.04 nm-1之间,属典型离岸水体特征;夏季则有近50%低于0.02 nm-1,显示有陆源的输入;S在两个季节均与ag(443)呈反相关分布。   尽管非色素吸收(CDOM与非色素颗粒吸收之和)并不高,南海西部表层浮游植物吸收与非色素吸收之间不共变。在夏季实测遥感反射率Rrs基础上,用全球经验chla算法反演南海西部表层chla,与实测相比,低值区被大大高估(chla<0.2 mg.m-3),均方根误差RMS=151%;改用半分析模式QAA算法,浮游植物吸收aph(440)的反演RMS=37.8%,chla的反演RMS=82.3%。在南海西部绝大多数海域(表层chl a<0.2 mg.m-3),半分析算法反演表层chla的性能优于经验全球算法。这说明通常的寡营养低chla海域,未必就是适用全球经验算法的一类水体。
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