海水黄色物质光吸收特性实验研究

实验测量了干样配制的不同浓度黄色物质水溶液、实验室藻类培养液和胶州湾水域黄色物质水样的光吸收特性。测量结果表明 ,海水黄色物质光吸收系数与波长是单调变化关系 ,即不存在“波峰”和“波谷” ;在蓝紫光波段 ,海水黄色物质光吸收比海水自身、海洋叶绿素和悬浮粒子光吸收大 ,它是海洋中对该波段光吸收起着主导作用的物质 ;海水黄色物质光吸收系数与波长呈指数函数关系 ,其指数斜率s数值范围分别为 :胶州湾水域在 0 .0 1 31—0 .0 1 80nm- 1 ,实验室配制、培养样品是在 0 .0 1 0 5— 0 .0 1 39nm- 1 。

东海典型水体的黄色物质光谱吸收及分布特征

水体中的有色可溶性有机物(又称"黄色物质")是遥感监测水质分类的主要参数之一,研究其光谱吸收性质具有重要的实际意义。东海海区受长江冲淡水等陆源输入的影响,水体浑浊,光学性质复杂,以往对该区域CDOM吸收特征的研究相对较少。利用"九○八"我国近海海洋光学调查航次数据,获得了2006—2007年四个季节东海水体样品CDOM的光谱吸收数据,建立了包括杭州湾高浑浊水体、长江冲淡水、外海水体等东海不同水体类型的CDOM光谱模型及其典型波段的吸收系数分布情况。发现近岸受陆源输入影响大的海区其光谱性质与外海有明显区别,主要体现为近岸尤其在杭州湾附近站点短波段吸收系数值非常高,而且随波长增加吸收系数曲线衰减迅速,同时还有一定的季节变化,外海站点短波段吸收值则明显要低。这反映了CDOM的陆源输入特性,愈向外受到海水的混合稀释作用愈显著,验证了CDOM可以作为近岸海水水质监测的重要参数。对该海区内CDOM的实测荧光性质进行了相关分析,结果表明CDOM荧光与吸收系数之间有很好的线性相关关系,可以作为荧光方法遥感监测该海区CDOM的有价值的参考。

海水黄色物质荧光特性的初步研究

用荧光测量方法，对被认为可作本底水样的几种水体进行了荧光特性的测量研究，确认了即时处理的Milli-Q水是无荧光效应的高纯度水，可作为本研究的本底水样。同时，对海水黄色物质Milli-Q水溶液、市售草炭腐殖质Milli－Q水溶液、青岛近岸海水和褐藻培养液样品进行了光谱特性测量研究。结果表明，海水黄色物质和培养液的黄色物质的激发光谱峰值波长在340nm附近、荧光光谱峰值波长在435nm附近；而草炭腐殖质的激发峰值波长在320nm附近，荧光峰值波长在440nm附近。测量得出了海水黄色物质Milli-Q水溶液的荧光强度与其浓度的关系曲线。其最低检测浓度高达1×10－9／ml以上。同时也测量得出了青岛近岸海水样品不同稀释度的稀释液与对应的荧光强度的良好正相关关系。用荧光法测量得出青岛近岸海水的黄色物质浓度为3．2×10－7g／ml。

黄色物质光学特性及遥感研究进展

黄色物质是海洋水色三组分之一。本文回顾了黄色物质定义的演变历史及其来源研究,描述了表征黄色物质光学特性的两个参数(吸收系数和比例系数S),概括了吸收系数研究的两种数学模型,即190—250nm区间的高斯模型和250—650nm区间的指数模型。高斯模型为化学方法研究黄色物质的分子结构提供了有力帮助,指数模型为光学特性和遥感应用提供了便利条件。本文提供了S值的三种数学模拟方法,结果表明带有背景参数的非线性回归方法确定S值可使平均值增加13%,相应的标准偏差降低72%。而且黄色物质的吸收系数同荧光线性关系很强。吸收系数不仅是黄色物质光学特性的表征,而且还是黄色物质遥感的基础。根据遥感器的不同特点总结了CZCS、SeaW iFS、MER IS、MOD IS、GLI等遥感器的黄色物质反演模型,展望了黄色物质遥感的未来。

胶州湾海水黄色物质荧光分布初步研究

研究海水黄色物质 ,在实验室研究的基础上 ,于 1999年 9月 1— 2日 ,利用荧光测量法 ,现场测量了胶州湾黄色物质荧光相对强度 ,首次获得了我国海区黄色物质分布数据。胶州湾黄色物质荧光强度主要分布特征为 :胶州湾黄色物质荧光强度高度区分布在沿岸 ,尤其在河口附近 ;湾口次之 ;湾中部区域再次之 ,湾口外侧最小 ;胶州湾黄色物质垂直分布不均匀。这种分布与胶州湾的自然环境密切相关 ,尤其与沿岸径流有关 ,因此 ,初步认定胶州湾黄色物质为陆源物质 ,由沿岸径流携带入海湾。

海水光谱模拟及其在黄色物质遥感反演中的应用

以海洋水色因子(悬浮泥沙、叶绿素、黄色物质)浓度的大量实测资料为主要输入,对水体光谱反射率进行模拟(正演),进而分析黄色物质浓度与模拟光谱资料的关系,确定提取黄色物质浓度信息的最佳波段组合,并以此波段组合建立黄色物质浓度信息提取模式(反演)。对模拟光谱资料与卫星遥感光谱资料的关系进行了推导,将反演模式应用于卫星遥感资料,并利用SeaWiFS资料提取珠江口水域黄色物质浓度信息,初步实现了海水黄色物质浓度的卫星遥感信息提取。

渤海非色素颗粒物和黄色物质的吸收特性研究

非色素颗粒物和黄色物质的吸收是海水总吸收系数中重要的组成部分,也是海洋光学和水色遥感目前主要的研究内容。本文利用2005年测量的渤海黄色物质与非色素颗粒物的吸收系数,回归了两者吸收系数的曲线斜率,平均值分别为0.012和0.014 nm-1,这与国外测量的结果是一致的;分析了吸收系数和曲线斜率的时空分布,发现两者存在比较明显的负相关关系,可能是由于非色素颗粒物与黄色物质的两种来源导致的。

胶州湾海洋黄色物质的生化成分分析

在实验室对胶州湾现场水样进行了处理、分析,获得了黄色物质溶液中六种生化成分在胶州湾的水平分布和测定数据,其中测得胶州湾黄色物质溶液中总脂质含量的平均值为21 03mg/dm3,游离氨基酸为1 75mg/dm3,总糖为1 41mg/dm3,氨基多糖为14 23μg/dm3,而胡萝卜素和酚分别为1 13和0 004μg/dm3.黄色物质在胶州湾海水中约为24 20mg/dm3.计算给出了胶州湾黄色物质中总脂质占86 90%,总糖占5 82%,游离氨基酸占7 22%,氨基多糖占0 06%,而胡萝卜素和酚所占比例甚小,与总脂质、氨基酸和总糖相比,约相差几个数量级.分析认为,胶州湾黄色物质以陆源输入为主,其生化成分分布受河流淡水入海流路和湾内环流等影响而被进一步扩散、输送.

海水黄色物质研究进展

叙述了海水黄色物质的研究历史、研究动态和研究方法 ,并且指出黄色物质荧光性质研究的重要性。海水中黄色物质在海洋生态系统、光学遥感和海洋碳循环等方面具有广阔的应用前景。

胶州湾黄色物质反演模式建立及在黄、东海海域的适应性检验

利用胶州湾现场黄色物质吸收系数测量数据,建立了胶州湾水域黄色物质反演的三种统计模式。与Bricaud和Pegau所建立的模式进行比较发现,胶州湾黄色物质均值模式中的S值比Pegau和Bricaud模式中的S值要小近一倍。为了进一步检验所建模式的真实性、可靠性,利用2003年3月12日—4月6日在黄、东海海域(120°30′05″E,35°59′46″N—123°27′04″E,36°00′04″N;122°12′50″E,30°45′40″N—125°00′26″E,30°00′10″N)81个站点的现场数据分别对已建的胶州湾模式和国外相应模式进行了比较、验证。结果表明,用胶州湾400均值模式、440均值模式、Bricaud模式和Pegau模式获得的黄色物质吸收系数计算值与现场同步实测值的误差平均值分别为-14.37%、-35.20%,0.19%和19.95%。对比值进行计算,给出胶州湾400均值模式、440均值模式、Bricaud模式和Pegau模式计算值与实测值的平均比值分别为0.85012、0.63932、0.98180和1.17541。同时,也给出胶州湾海域S值的变化区间为0.00166≤S≤0.02403。分析认为,胶州湾400均值模式和Bricaud模式优于胶州湾440均值模式和Pegau模式,在黄、东海海域有较好的适应性。

黄东海非色素颗粒与黄色物质的吸收系数光谱模型研究

黄色物质和非色素颗粒物是我国近岸水体重要的水色成分 ,对其光谱特性的了解 ,直接关系到水色遥感色素算法的精度。文章对 2 0 0 3春季黄东海航次获取的数据分析处理 ,得到黄色物质吸收系数斜率经验值 Sg=0 .0 175和非色素颗粒物吸收系数斜率经验值 Sd=0 .0 10 3。经采用 2 0 0 2春季和 2 0 0 3秋季同海区试验数据进行检验 ,结果表明得到的光谱模型具有较强的区域适用性。

青海湖水色要素吸收光谱特性分析——黄色物质、非色素颗粒和浮游植物色素

根据2003年青海湖航次获取的数据,分析了黄色物质、非色素颗粒和浮游植物色素吸收系数的光谱特点、分布趋势和相对比例,并得到了黄色物质和非色素颗粒的斜率经验值。

长江口海域黄色物质光吸收特性

研究了长江口海域黄色物质（CDOM）的光吸收特性,分析了CDOM浓度、光谱斜率Sg及其与盐度的关系,最后探讨了研究海域CDOM的来源。结果表明：长江口表层水CDOM的吸收系数α（440）变化范围为1.152～8.751 m ^-1,平均为4.9282 m^-1,Sg值的范围分别为0.0034～0.014 nm^-1,平均值为0.0168 nm^-1,盐度与α（440）线性相关性明显（R^2=0.9952）。长江口区黄色物质的来源为长江径流。

探讨黄色物质吸收曲线参考波长选择

黄色物质吸收系数可表示为吸收系数曲线斜率经验值的函数。利用春季黄海海区现场测量的黄色物质光谱吸收系数数据 ,分析评价不同参考波长拟合吸收系数曲线斜率的差别和效果。结果表明不同参考波长拟合得到的斜率差别微小 ,并以 4 4 0 nm为参考波长的斜率在海区测量的应用效果最好。

中国近海黄色物质吸收光谱经验斜率特征研究

黄色物质是中国近海水体光学特性的重要影响因素.基于在中国近海海洋光学调查中获取的895 个站位的黄色物质吸收系数数据, 对黄色物质吸收光谱经验斜率（Sg）进行了分析, 研究表明： 1. 中国近海Sg 的范围在0.0066~0.0284nm^–1 之间, 在大部分研究海区Sg 呈现正态分布趋势, 全海区Sg 均值为0.0142nm^–1, 标准差为0.0044nm^–1; 2. 中国近海黄色物质组分受陆源和海源共同影响, 不同海区Sg 表现出一定的差异; 3. Sg 与ag（440）仅在两个海域表现出一定的弱负相关性, 在其他绝大部分中国近海海域, 两者的相关性较弱.

黄、东海海洋黄色物质的卫星反演

在对物理特性分析的基础上,建立了黄、东海海域卫星离水辐射率黄色物质反演模式,并利用2003年4月15日SeaWIFS卫星获得的黄、东海海域离水辐射率(Lw)数据反演给出了黄海中部—东海南部(北起33°52′N,南到22°00′N;西起122°36′E,东止125°28′E)海域的黄色物质分布图。结果分析表明,研究区给出的黄、东海海域黄色物质吸收系数在0.003—0.13m 1范围内,与大西洋北海测得的黄色物质吸收系数比较接近,但明显低于波罗的海和地中海,更低于世界各地沿海海湾。平均而言,比在太平洋点测黄色物质吸收系数值高约80%,达0.09m 1左右。在水平分布上,黄海海域的黄色物质吸收系数明显高于东海海域,沿岸水域明显高于远海水域。受长江水系和黄海环流以及沿岸排污等要素的影响,在长江口以外和黄海中、南部水域及其沿岸附近有明显的高吸收系数值聚集区。同时发现,在黄海西部沿岸,由于有较高反射率的高泥沙含量的影响,对该区黄色物质的反演产生了较大的影响,特别在苏北沿岸和长江口水域尤其如此。而在韩国、日本西海岸、浙江及福建沿岸水域则比较正常的给出了黄色物质的分布。

中国近海典型海区黄色物质含量年际变化分析

黄色物质是中国近海水体光学特性的重要影响因素,是海水有机污染情况的指示因子。基于在中国近海海洋光学调查中获取的典型海区多年的黄色物质吸收系数数据,对黄色物质400 nm和440 nm吸收系数进行了分析,研究表明:(1)黄海、珠江口和南海海区黄色物质含量呈多年增加的变化趋势;(2)珠江口海区黄色物质含量最高,黄海次之,南海最低;(3)南海黄色物质含量多年增长的百分比最高,超过了50%。

地中海黄色物质次表层极大值的季节变化观测

首次通过2008—2009年在西北地中海和东地中海海域投放的两台Bio-Argo浮标的观测数据,分析与研究了该海区黄色物质次表层极大值的季节变化规律。研究表明次表层黄色物质在夏季开始爆发,伴随着叶绿素a浓度的逐渐降低;到冬季在强烈的垂向混合作用下结束。且黄色物质极大值的深度与叶绿素a浓度极大值(DCM)的深度基本一致,说明虽然黄色物质与浮游植物之间并不存在直接联系,但浮游植物的降解是黄色物质的主要来源。文中推测,可能由于该海区浮游植物与微生物的强耦合,导致了黄色物质与叶绿素a之间存在明显的反变关系。

长白山天池火山顶部黄色物质成因的初步探讨

长白山天池火山是中国著名的火山,全新世以来有过多次喷发。在长白山天池火山顶部局部地区发育1套黄色碎屑物质。但是,对于这套黄色物质的成因,一直存有争议。根据1980年5月18日美国圣海伦斯火山喷发的研究成果,以及长白山天池火山顶部黄色物质的化学成分、产出特征等,我们初步推测其成因为"千年喷发"时热水交代作用的产物,而不是一次独立的火山喷发事件的产物。

不同过滤条件下黄色物质的吸收光谱演化特征分析

在实验室对青岛近岸现场水样进行处理、分析,获得了原始状态下水样和被过滤(0.22μm,0.45μm)黄色物质水样的吸收光谱数据,除进一步验证了黄色物质光谱分布模式外,还测得黄色物质光吸收随滤膜孔径的变化。30个现场样品在波长380nm处吸收系数统计平均值Ay(380)分析表明,当使用0.45μm过滤器对水样进行处理,所获得的Ay(380)值要比未经过处理的现场水样所测得的Ay(380)值高约2.1%;而用0.22μm过滤器对现场水样进行处理,所获得的Ay(380)值要比未经过处理的现场样品所测得的Ay(380)值高约12.6%,要比用0.45μm过滤器处理的现场样品所测得的Ay(380)值高约10.3%,这些数据的获得为现有已获黄色物质数据的"归一化"和统一评判以及未来黄色物质测量数据的准确性判断与比较提供了参考。