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龙感湖水体光学特性的观测 总被引：1，自引：0，他引：1
基于2002—2003年秋、夏季原位水下光场巡测及连续定点观测资料分析了龙感湖不同湖区及不同风浪条件下水体的光学特性,探讨了光衰减系数、辐照度比的光谱分布、空间差异及不同风浪条件对水下光场的影响.结果表明,水下光谱在紫光波段衰减最强烈,其次是蓝光,红、绿光衰减最弱,并且向下辐照度衰减系数一般要大于向上辐照度衰减系数.秋季L1-L3点向下辐照度400—700nm波段衰减系数的变化范围分别为0.71—3.60、1.06—3.72、0.78—2.89m-1;光衰减系数的空间分布是位于湖中心的12点要略大于两边的L1、L3点;辐照度比的变化趋势极为一致,最低值出现在短波蓝光波段,最高值出现在550—600nm之间;从小风浪到中风浪、大风浪其PAR衰减系数分别是1.74、2.02、2.45m-1;透明度、衰减系数与悬浮物浓度相关性最好,决定系数在0.7以上,但其变化除受悬浮物影响外还要受制于溶解性有机物和浮游植物;440nm波长衰减系数(Kd(440))与悬浮物(SS)、溶解性有机碳(DOC)、叶绿素a(Chl.a)的多元线性回归方程为:Kd(440)=0.514—0.075SS 0.125DOC 0.100Chl.a(R2=0.87,N=8,P≤0.05) 相似文献
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为了研究抚仙湖紫外辐射(UVR)和光合有效辐射(PAR)衰减的时空特征及其与有色可溶性有机物(CDOM)、悬浮物(SS)、浮游植物(叶绿素a表征)等因子的关系,于2014年10月(秋季)、2015年1月(冬季)开展现场调查,结果显示:秋季不同波长(段)的漫射衰减系数Kd(305)、Kd(340)和Kd(PAR)分别为1.27±0.12、0.68±0.11和0.32±0.13 m-1,冬季分别为1.13±0.10、0.63±0.07和0.36±0.07 m-1;秋季CDOM的不同波长吸收系数ag(254)、ag(305)和ag(340)分别为4.09±0.26、1.18±0.09和0.57±0.05 m-1,冬季分别为2.95±0.24、0.61±0.11和0.11±0.07 m-1,秋季ag(254)、ag(305)和ag(340)显著高于冬季;秋季Kd(305)显著大于冬季,这与秋季(雨季)较高的CDOM丰度、浮游植物生物量(及SS浓度)有关.秋季ag(305)/Kd(305)、ag(340)/Kd(340)均显著高于冬季;秋季及秋冬季整体而言,ag(254)与Kd(305)、Kd(340)呈显著正相关,各多元逐步回归方程中均包含ag(254),说明CDOM吸收对UVR的衰减有重要贡献.空间差异方面,秋季北部的ag(254)、Kd(305)和Kd(340)显著高于南部,冬季南北部无明显差异,或与雨旱季北岸河流输入的CDOM和SS的情况有关.此外,浮游植物对UV-B衰减的影响和SS(与CDOM的交互作用)对UV-A衰减的影响更在于季节变化方面,而影响UVR、PAR衰减的各因子的相对贡献有待进一步量化. 相似文献
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滆湖水体光学性质初步研究 总被引：3，自引：1，他引：2
基于2009年7月至2010年6月滆湖全湖15个采样点的水体光学参数及相关水质理化因子数据,分析滆湖水体周年光合有效辐射(PAR)衰减特性,以期为滆湖沉水植物生态修复提供相关水体光学资料.结果表明,滆湖水体PAR衰减系数(Kd)周年变化范围为1.32～17.42 m-1.秋季Kd相对最小,平均值为2.35 m-1,变化范围为1.32 ～3.70 m-1;夏季Kd相对最大,平均值为6.23 m-1,变化范围为3.68～17.42 m-1.春、秋、冬季,滆湖水体真光层平均深度均满足沉水植物的生长需求,而在夏季滆湖水体真光层平均深度仅为0.84m,小于全湖平均水深(1.20 m),因此夏季PAR是限制沉水植物恢复的因子之一.滆湖水体Kd与透明度(SD)在秋、冬季的关系为:Kd =2.089 +0.705/SD.叶绿素a浓度和悬浮物浓度是影响滆湖水体Kd的重要因子之一. 相似文献
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太湖水体秋季散射特性及其相关因素分析 总被引：2，自引：0，他引：2
水体散射特性的研究是水色遥感和水生态学研究中重要的组成部分.通过对2007-11-08至2007-11-21在太湖获取的水体固有光学属性和室内水样分析数据的分析,研究太湖水体散射特性及其相关因素.结果表明,太湖水体散射系数与波长之间存在幂函数递减规律,平均幂指数为0.82±0.21,变异系数为25.39%;粒径分布斜率与幂指数以及散射系数ln(550nm)/1n(756nm)之间存在线性相关,R2分别为0.894和0.783;后向散射率与无机悬浮物浓度之间指数负相关R2=0.854;折射指数与无机悬浮物浓度和无机物与有机物的比例之间指数负相关,R2分别为0.851和0.781. 相似文献
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下行漫衰减系数(K_d)是描述水下光场的重要参数,决定水体真光层深度,影响着浮游藻类初级生产力及其分布特征.基于2008—2013年太湖4次大规模野外试验数据,分析太湖水体漫衰减系数特征及其影响因素,建立适用于多种卫星数据且较高精度的太湖水体490 nm处下行漫衰减系数估算模型.结果表明:无机悬浮物是太湖水体漫衰减系数的主要影响因素;红绿波段比值(674 nm/555 nm)最适合于太湖K_d(490)估算,模型反演精度较高(N=72,R~2=0.72,RMSE=0.89 m~(-1),MAPE=21.58%);利用实测光谱数据,模拟得到MODIS/EOS、OLCI/Sentinel-3、GOCI/COMS和MSI/Sentinel-2等主要传感器波段的信号,构建适用于多种卫星传感器K_d(490)估算的红绿波段模型,建模精度较高(N=72,R~20.7,RMSE0.9 m~(-1),MAPE22.0%),且进行了验证(N=37,R~20.7,RMSE0.9 m~(-1),MAPE22.0%). 相似文献
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太湖水体磷浓度与赋存量长期变化(2005-2018年)及其对未来磷控制目标管理的启示 总被引：7，自引：6，他引：1
为揭示大型浅水湖泊水体磷浓度对湖泊外源负荷削减和生态系统变化的响应规律,指导富营养化湖泊水生态修复和管理实践,利用太湖湖泊生态系统研究站20052018年连续14年的太湖水体各形态磷浓度的月、季度调查数据,估算了太湖湖体各形态磷赋存量的季度变化,分析了太湖水体磷浓度受湖泊水位、水量、蓝藻水华态势(蓝藻总生物量及水华出现面积)等环境条件变化的影响特征.结果表明,在连续10年的全流域高投入污染治理背景下,太湖水体总磷浓度仍未发生显著下降,水体各形态磷浓度在年际、月际及空间上的变幅大,不同季节和不同湖区总磷浓度的时空差异性大于14年来总磷浓度年均值的差异性;全湖32个监测点上、中、下3层混合样水体总磷平均值为0.113 mg/L(n=1788),其中颗粒态磷浓度平均值为0.077 mg/L,是水体总磷的主要赋存形式,溶解性总磷浓度平均值为0.036 mg/L,其中反应性活性磷浓度平均值为0.015 mg/L,占总磷浓度的13%;太湖水体总磷的赋存量介于410~1098 t之间,56个季度的平均值为688 t,其中冬季(122月)、春季(35月)、夏季(68月)、秋季(911月)平均值分别为683、604、792和673 t,夏季湖体磷赋存量明显高于其他季节.统计分析表明,蓝藻水华态势和水情要素(水位)对水相总磷、颗粒态磷等主要形态磷的赋存量影响显著,蓝藻水华态势的影响可能大于水量变化的影响.本研究表明,在水体营养盐浓度仍然充分满足蓝藻水华发生的背景下,气象水文波动所造成的湖泊水华面积及生物量的变化及大型水生植被消长带来的内源交换变化能引起水体总磷浓度剧烈变化,太湖水体磷浓度的稳定控制也依赖于蓝藻水华态势的稳定控制,由于太湖当前的蓝藻水华态势受气象水文条件变化影响甚大,短期内太湖水相总磷浓度稳定控制到0.05 mg/L的水质治理目标较难实现.治理策略上,若要实现太湖水体磷浓度的进一步明显下降,一方面需要大幅度削减外源磷负荷,另一方面需要大面积恢复沉水植被等.管理策略上,由于湖体磷浓度变化包括了较大的非人为因素影响,应将太湖总磷治理目标考核重点放在流域磷减排强度、入湖负荷等方面,科学看待气候波动等非人为因素影响下的水相磷浓度波动. 相似文献
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水体辐射传输方程是复杂的微积分方程,只能利用数值方法求解,如Monte Carlo光线追踪法、不变嵌入法、离散坐标法等,其中,Monte Carlo方法是目前解决水体水下光场三维问题的唯一有效方法.根据辐射传输理论,开发了水下光场的Monte Carlo模拟模型,主要包含大气、水-气界面、层化水体和水底边界4个模块.实现了模拟任意太阳角度、不同水体固有光学属性和任意深度条件下,考虑大气、粗糙水面和水底边界的水下光场,能够获取辐亮度、辐照度等辐射量的空间分布.该模型暂不考虑Raman散射、偏振、内部光源的影响.实现了GPU加速水下光场Monte Carlo模拟,并用Mobley等提出的海洋光学标准问题中的问题1~6进行验证.在两种计算环境下,通过对不同边界条件下的CPU、GPU运行时间及加速比的对比,发现GPU计算可以达到几百至上千倍的加速比. 相似文献
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大气湿沉降向太湖水生生态系统输送氮的初步估算 总被引：30，自引：3，他引：27
测定和分析了2002年7月至2003年6月太湖周边地区太湖站、拖山岛、东山站、无锡、苏州、湖州、常州等7个站点大气降水化学组成,计算了水气界面TN、NH4 -N、NO3--N、T1N、TON的湿沉降率。结果表明,大气降水的TN浓度变化范围为2.06±0.30(常州)-3.71±0.43(拖山岛),太湖流域大气降水已呈富营养化水质的特征;大气降水TN、NH4 -N、NO3--N、TIN、TON的年均湿沉降率分别为2806.75kg/km2、1458.81kg/km2、631.67kg/km2、2090.48kg/km2和716.28kg/km2;每年由湿沉降直接进入太湖水体的TN约为6562.2t,NH4 -N为3410.7t,NO3--N为1476.8t,TIN为4887.5t,TON为1674.7t;TN占入湖河道年输入污染物总量的13.6%.大气湿沉降中,TIN对TN的贡献比较大,平均约占TN的78.78%.TIN的湿沉降率具有季节性分布,夏季高,春季次之,冬秋季低。这种现象无疑对太湖水体的蓝藻爆发和富营养化具有潜在的促进作用. 相似文献
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水下光照分布是影响水生态系统的重要因素,研究光合有效辐射衰减特征对于沉水植物恢复具有一定的指导意义.根据沉水植物生物量资料,将东太湖划分为沉水植物茂盛区、沉水植物稀疏区和无植物区3种区域.基于2019年夏季原位水下光场资料,探讨了东太湖光衰减特性和光照衰减因子的空间差异以及不同区域内的主导衰减因子,分析了东太湖的稳态阶段和富营养化水平,并阐述了真光层深度与透明度的关系,以期为东太湖沉水植物恢复和保护提供相关资料.结果表明:东太湖不同区域光衰减特性差异显著,光合有效辐射衰减系数(k d(PAR))在0.73~11.80 m^-1之间变化,真光层深度范围为0.39~6.31 m.不同区域的无机悬浮物和有机悬浮物浓度存在显著性差异,稀疏区叶绿素a浓度显著高于茂盛区,而与无植物区没有显著差异,有色可溶性有机物(CDOM)吸收系数在3种区域无显著性差异.k d(PAR)与无机、有机悬浮物的线性拟合效果较好,而与叶绿素a、CDOM拟合较差.水体吸收和散射作用是茂盛区光衰减的主要原因,无植物区域主导衰减因子仅有无机悬浮物,稀疏区由叶绿素a和无机悬浮物共同主导,是生态修复需要重点关注的区域,有机悬浮物和CDOM对东太湖光照衰减没有太大影响.东太湖目前正处于从草型稳态向藻型稳态过渡的阶段,整个湖泊属于富营养水平,真光层深度大约为透明度的2.7倍. 相似文献
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太湖沿岸水体CDOM吸收光谱特性 总被引：17，自引：7，他引：10
有色可溶性有机物(CDOM)吸收光谱特性研究对于水色定量遥感反演具有重要作用.通过2007年6月10日至6月18日太湖沿岸68个CDOM吸收光谱曲线和水质参数实测数据,分析了CDOM吸收光谱曲线特征以及ag(440)、Sg值及其相关关系等,结果表明:太湖沿岸水体CDOM吸收光谱曲线表现为两种类型,贡湖湾CDOM吸收系数明显高于太湖其他沿岸水域,ag(440)最高值即出现在贡湖湾;同时,梅梁湾、贡湖湾、镇湖湾、光富湾等ag(440)高于沿岸水体平均值,而南部3个湖湾皆低于平均值.另外,贡湖湾Sg值较小,且与ag(440)呈现出较好的关系;而沿岸其它水体Sg值与ag(440)虽然呈现负相关,但关系不明显.这对于了解太湖水体CDOM特件以及定量反演有一定的意义和作用. 相似文献
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富营养化湖泊典型水华蓝藻的固有光学特性 总被引：2，自引：2，他引：0
固有光学特性是水体光学特性的重要内容，掌握富营养化湖泊水体内典型水华蓝藻的固有光学特性，是开展不同水华蓝藻遥感识别的理论基础.利用AC-S吸收衰减仪、BB9后向散射仪，通过实验室纯藻培养，研究微囊藻（Microcystis）、鱼腥藻（Dolichospermum）和束丝藻（Aphanizomenon）3种典型水华蓝藻的固有光学特性，并探讨色素浓度、色素占比以及藻类等效粒径对不同水华蓝藻固有光学特性的影响.结果表明，3种典型水华蓝藻的吸收光谱曲线均具有440、620和675 nm吸收峰，微囊藻620和675 nm的比吸收系数最大，鱼腥藻440 nm处的比吸收系数最大；束丝藻单位色素浓度的散射和后向散射能力最高，鱼腥藻次之，微囊藻最低；固有光学特性影响因子分析表明，色素浓度和藻蓝素占比是影响3种水华蓝藻固有光学特性的主要因素.3种蓝藻的吸收系数、散射系数以及鱼腥藻、束丝藻的后向散射系数均随着色素浓度（叶绿素a或藻蓝素）的增加而增大；当蓝藻中藻蓝素占比增加时，3种蓝藻的单位色素浓度的后向散射系数逐渐下降；而藻细胞粒径与固有光学特性之间并未表现出很好的相关性.因此，3种水华蓝藻单位色素浓度的固有光学特性将为典型水华蓝藻的遥感识别提供重要的理论基础和数据支持. 相似文献
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K.V.S. Badarinath Shailesh Kumar Kharol Anu Rani Sharma 《Journal of Atmospheric and Solar》2009,71(1):112-120
Agriculture crop residue burning in tropics is an important source of atmospheric aerosols and monitoring their long-range transport is an important element in climate change studies. Synchronous measurements using micro-pulsed lidar, MICROTOPS-II sun photometer, multi-filter rotating shadow band radiometer (MFRSR) on aerosol optical depth and ground reaching solar irradiance were carried at an urban location in central region of India. Aerosol backscatter profiles obtained from micro-pulse lidar showed elevated aerosol layers up to ～3 km on certain days during October 2007. Satellite data observations on aerosol properties suggested transport of particles from agriculture crop residue burning in Indo-Gangetic Plains over large regions. Radiative forcing of aerosols estimated from SBDART model with input information on aerosol chemical properties, aerosol optical depth and single scattering albedo and broadband solar irradiance measurements using MFRSR showed good correlation (R=0.98). 相似文献
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This paper investigates the annual cycle in aerosol optical thickness (AOT) and Angstrom exponent in Darwin, Australia, a coastal site in the Tropical Warm Pool where the major aerosol sources are biomass burning and sea salt. We have used radiometer measurements from the Tropical Western Pacific Atmospheric Radiation Measurement facility for the period March 2002–June 2003. Strong seasonal cycles in AOT and Angstrom exponent were observed, peaking during the burning season (May–November). Investigation of the spectral dependence of optical thickness showed that the Angstrom formula can be satisfactorily fitted to the AOT data during the burning season but not on summer and autumn afternoons due to the presence of sea salt aerosols. 相似文献
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Robert G. M. Spencer Brian A. Pellerin Brian A. Bergamaschi Bryan D. Downing Tamara E. C. Kraus David R. Smart Randy A. Dahlgren Peter J. Hernes 《水文研究》2007,21(23):3181-3189
Dissolved organic matter (DOM) concentration and composition in riverine and stream systems are known to vary with hydrological and productivity cycles over the annual and interannual time scales. Rivers are commonly perceived as homogeneous with respect to DOM concentration and composition, particularly under steady flow conditions over short time periods. However, few studies have evaluated the impact of short term variability (<1 day) on DOM dynamics. This study examined whether diurnal processes measurably altered DOM concentration and composition in the hypereutrophic San Joaquin River (California) during a relatively quiescent period. We evaluated the efficacy of using optical in situ measurements to reveal changes in DOM which may not be evident from bulk dissolved organic carbon (DOC) measurement alone. The in situ optical measurements described in this study clearly showed for the first time diurnal variations in DOM measurements, which have previously been related to both composition and concentration, even though diurnal changes were not well reflected in bulk DOC concentrations. An apparent asynchronous trend of DOM absorbance and chlorophyll‐a in comparison to chromophoric dissolved organic matter (CDOM) fluorescence and spectral slope S290–350 suggests that no one specific CDOM spectrophotometric measurement explains absolutely DOM diurnal variation in this system; the measurement of multiple optical parameters is therefore recommended. The observed diurnal changes in DOM composition, measured by in situ optical instrumentation likely reflect both photochemical and biologically‐mediated processes. The results of this study highlight that short‐term variability in DOM composition may complicate trends for studies aiming to distinguish different DOM sources in riverine systems and emphasizes the importance of sampling specific study sites to be compared at the same time of day. The utilization of in situ optical technology allows short‐term variability in DOM dynamics to be monitored and serves to increase our understanding of its processing and fundamental role in the aquatic environment. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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江苏滆湖北部湖区综合整治后夏季水体光环境研究 总被引：2，自引：1，他引：1
选取滆湖为研究对象,探究这一开放水体的北部湖区水体光环境是否有利于沉水植物的恢复.通过对整治后的2013年夏季(7月和8月)滆湖北部整治湖区(A湖区)和临近未整治区(B湖区)水体光环境的监测,发现在夏季7月A湖区透明度(SD)平均达39 cm,显著高于B湖区,同时7月A湖区SD较8月高.夏季悬浮物和叶绿素a(Chl.a)是影响水体光环境的主要因子.7月两个湖区无机悬浮物的浓度差异是造成SD和Kd差异的原因;7月与8月A湖区Chl.a的浓度差异,是造成A湖区两个月份水体光环境差异的主要因素.与整治时(2009年)相比,7月水体光环境显著提高.整治后A湖区水深的显著增加,在一定程度上不利于沉水植物的恢复. 相似文献
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震后危险建筑倾斜度的移动测量过程较为复杂,常规测量方法会存在对称偏差。为了提高震后危险建筑倾斜度测量的准确性,设计三维测量光流恢复算法结合BIM的震后建筑倾斜度测量方法。采用BIM技术采集并整合全部建筑倾斜度信息,构建危险建筑信息模型;采用三维测量光流恢复算法获取所构建建筑信息模型内多个目标特征点,设计震后危险建筑倾斜度的三维测量模型。仿真实验说明,所提方法测量震后危险建筑三维坐标值误差率均小于0.4%,平均评估时间仅为2.5 s,说明该方法可提高建筑倾斜度评估效果。 相似文献
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Deriving depths of deep chlorophyll maximum and water inherent optical properties: A regional model 总被引：1，自引：0，他引：1
Peng Xiu Yuguang Liu Gang Li Qing Xu Haibo Zong Zengrui Rong Xiaobin Yin Fei Chai 《Continental Shelf Research》2009
The Bohai Sea is a semi-enclosed inland sea with case-2 waters near the coast. A comprehensive set of optical data was collected during three cruises in June, August, and September 2005 in the Bohai Sea. The vertical profile measurements, such as chlorophyll concentration, water turbidity, downwelling irradiance, and diffuse attenuation coefficient, showed that the Bohai Sea was vertically stratified with a relative clear upper layer superimposed on a turbid lower layer. The upper layer was found to correspond to the euphotic zone and the deep chlorophyll maximum (DCM) occurs at the base of this layer. By tuning a semi-analytical model (24 and 25) for the Bohai Sea, we developed a method to derive water inherent optical properties and the depth of DCM from above-surface measurements. Assuming a ‘fake’ bottom in the stratified water, this new method retrieves the ‘fake’ bottom depth, which is highly correlated with the DCM depth. The average relative error between derived and measured values is 33.9% for phytoplankton absorption at 440 nm, 25.6% for colored detrital matter (detritus plus gelbstoff) absorption at 440 nm, and 24.2% for the DCM depth. This modified method can retrieve water inherent optical properties and monitor the depth of DCM in the Bohai Sea, and the method is also applicable to other stratified waters. 相似文献
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Marcel G. Moura Valeria S. Quaresma Alex C. Bastos Paulo Veronez Jr 《Ocean Dynamics》2011,61(2-3):273-283
The present study investigated direct and indirect methods using optical and acoustic instruments for the acquisition of information required to estimate the concentration of suspended particulate matter (SPM) in Vitória Bay, a shallow estuarine system in SE Brazil. The aim was to calibrate and compare the use of different instruments (OBS, ADP, and ADV) to estimate SPM concentration in the water column and near the bed. Concentration was determined by correlating filtered water samples with the optical and acoustic measurements. In general, the methodology proved tenable for the chosen shallow estuarine environment with low SPM concentration (<60?mg/L). Pearson’s coefficient ranged from 0.75 to 0.85, when correlating measurements taken at three sampled depths. Differences in the correlation coefficient values showed that calibration at three depths (near the bed, mid-water column, and near the surface) was more effective than for surface samples alone, even in shallow (???m deep) water. When calibration was attempted for concentration in the entire water column with samples at just one elevation, the correlation value was very low, thus increasing the error in estimating the SPM concentration. 相似文献