15.13. 西方人¶
czcs和Seafis
世界上的海洋(以及淡水体)充满了生命。海洋食物链的中心是浮游植物——一种在海水中光合化学物质的微型植物。这个过程取决于浮游生物中叶绿素a的含量,叶绿素a是一种能强烈吸收红光和蓝光的色素。随着浮游生物浓度的增加,光谱辐射也相应增加,在绿色区域达到峰值。含有浮游植物的上升流的大量水(通常与热对流有关)呈现出绿色,而深海蓝色的海水却几乎没有营养。
海岸带彩色扫描仪(CZCS)是专门研究海洋颜色特性的传感器。它于1978年10月启动,作为Nimbus-7仪器补充的一部分,一直运行到1986年底。它在四个波段中感测可见区域的颜色,每个波段的带宽为0.02微米,中心为0.44(1)、0.52(2)、0.57(3)和0.67(4)微米。在10.5-12.5微米感测海面温度下,第五个波段介于0.7和0.8微米监测的地表植被和第六个波段之间。在监测海洋颜色时,波段1(蓝色)测量叶绿素吸收;波段2(绿色)跟踪叶绿素浓度;波段3(黄色)对黄色色素(“gelbstoff”)敏感;波段4(红色)对气溶胶吸收反应。根据这些波段的数据,我们计算了叶绿素的变化,这与海洋浮游植物的相对丰度密切相关,即波段1与波段2的比值(对于低于1.5 mg/m的浮游植物浓度)。3 )带2到带3(>1.5 mg/m3 )
下一对图片是czcs颜色合成图:左边的图片强调在新英格兰海岸(bgr=3,2,1)附近的乔治河岸的叶绿素富集(红色),而右边的图片模拟自然海洋颜色(bgr=1,2,3)。
|在新英格兰海岸附近的乔治河岸,彩色合成CZCS图像对显示了叶绿素富集和天然海洋颜色。|
|显示大西洋叶绿素浓度的彩色czcs图像,1978-79年春季。|
|彩色czcs图像显示了1978年至1986年间全球范围内平均叶绿素的双分布。|
14-33 : 这些叶绿素分布图显示的浓度梯度似乎与逻辑(或直觉)背道而驰,因为最低数量的叶绿素(因此是浮游生物)在赤道和亚热带地区。这些区域温度越高,植物的生长量就越大(陆地上的热带地区也是如此)。这里是什么? **ANSWER**
在颜色编码中,蓝色对应最热的温度,红色对应最冷的温度。注意涡流或圆环。浮游植物倾向于沿着温暖的核心环(顺时针旋转)的边缘集中,但集中在寒冷的核心环(逆时针运动)。这些环的运动类似于大气高压和低压系统的循环。暖核环可以延伸数百公里,如这张HCMM,Night IR,Thermal Image(下图,上图)所示,它在非洲海岸加那利群岛附近的大西洋水域中显示了不同发展阶段和连贯性的“旋回”。冷芯环的形状可能不太好,但有许多单独的环,如1976年6月19日冰岛西南海岸附近的陆地卫星1波段4图像(底部)所示,浮游植物的浓度非常明显(由于浮游植物的浓度很大,较浅的色调可能是“模糊的”)。
14-34 : 在上面的两幅图像中,漩涡似乎是以什么方式旋转的? **ANSWER**
这些类型的观测——海洋颜色和热模式——有助于确定大型鱼群可能生活的位置,因此商业和体育渔民积极应用它们来确定当前最佳的渔业位置。
CZCS的后续产品是美国航天局戈达德的海景传感器,于1997年8月1日成功发射。传感器系统再次监测海洋颜色的变化,尤其是由浮游生物和其他海洋生物浓度引起的变化,这些浓度强烈地减缓了叶绿素的反应,可以从光谱上检测到。因此,主要目标是:1)量化海洋浮游生物的产量;2)确定物理/生物过程的可观测耦合;3)表征河口和沿海生态系统。我们在这里显示主传感器:
传感器由8个通道组成:412、443、490、510、555、670、765和865纳米(纳米:1微米=1000纳米),每个通道的带宽为20或40纳米。仪器可在最低温度下摆动±58度。从705公里(438英里)的轨道高度来看,局部区域覆盖(LAC)模式的空间分辨率约为1.1公里(0.68英里)(最低点的最佳分辨率为0.6公里),而在全球区域覆盖(GAC)模式下,则为4公里(2.5英里)。铺条宽度为:lac=2801 km,gac=1502 km。
|显示叶绿素含量的彩色海带全球地图,1997年9月4日至11月20日。|
我们还可以使用来自SeaFifs的传感器数据,以局部到全局的比例绘制陆地表面。我们展示了一幅全球的、真实的地球彩色地图,位于CH27第26章的生产区的尽头。有关Seafis的更多信息,请访问: http://seawifs.gsfc.nasa.gov/SEAWIFS.html
14-35 : 想象一下你是一个商业渔民。你将如何利用卫星图像找到最好的渔场? **ANSWER**