黄东海悬浮物分布和输运的卫星遥感研究

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悬浮颗粒物是海水的重要组成部分,悬浮物的存在会对海水的透明度、海洋的生态环境等产生重要的影响。而且对于大陆近岸海域,受陆源沉积物的影响很深。所以,对于近海悬浮物的研究很有必要。  黄、东海海域受该地区复杂的水动力条件的影响,海水中的悬浮物含量高,季节变化明显、影响范围广,是世界上悬浮物含量最高的海域之一。而且受陆架环流的影响,黄、东海之间的悬浮物处于变动之中。本文首先利用漫衰减系数大小与悬浮物浓度之间的良好相关性,分析悬浮物分布的季节性变化。之后利用2003年春季航次现场观测的悬浮物浓度资料,结合MODIS数据,建立了表层悬浮物浓度反演模型,并利用反演得到的表层悬浮物浓度数据,结合庞重光等基于多个航次实测资料建立的悬浮物垂向浓度预测模型,计算垂向的浓度分布。假定每时每刻海水中的悬浮均处于稳定状态,输入量等于输出量,这样便可计算某一时刻海水中的悬浮物含量。悬浮物输运是一个连续过程,计算出已知时刻的悬浮物含量,利用插值方法,插值出海水中悬浮物含量的变化曲线,计算该时间段海水中悬浮物的总含量即为所求输送量值。在缺少水层流速数据情况下,这是一种简单的可行的输送量估算方法。利用此方法对黄、东海之间的悬浮物输送量进行了估算。  研究取得以下成果:  黄、东海之间的悬浮物输运具有明显的季节性变化。冬季由于强烈的北风作用,海水混合作用强烈,近岸浅水区的海底沉积物的再悬浮作用,使得近岸水体中含有大量的悬浮物,这是冬季苏北沿岸、长江口、杭州湾等成为悬浮物高值区的重要原因。近岸再悬浮的沉积物会随着冬季强劲的沿岸流南下,其中,苏北浅滩再悬浮的沉积物会随着黄海沿岸流南下,而长江口的悬浮物会随闽、浙沿岸流南下。夏季,由于温跃层和冷水团的形成,而且沿岸流流速减弱,由海浪作用引起的高悬浮物浓度水体只能局限于近岸海域和海水底层。  冬季,来源于苏北沿岸的悬浮物由黄海向东海输运过程中,由于受到台湾暖流和黄海暖流作用的影响,高悬浮物浓度水体在32~33°N左右分为两个分支,一个分支将悬浮物输送到长江口附近沉积区,最远可以输送到闽浙沿岸沉积区;另一分支转向东南,悬浮物主要沉积于济州岛西南海域,一部分随黄海暖流回输黄海。  利用MODIS第1、4波段遥感反射率与实测悬浮物浓度之间良好的相关关系,建立了基于MODIS第四波段的单波段悬浮物浓度反演模型。经检验,该模型的相对误差为24.7%。  利用表层悬浮物浓度反演模型,结合悬浮物垂向浓度预测模型,同时利用插值计算方法,估算了2002年10月-2003年4月期间的悬浮物的输送量,估算结果为153Mt。
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