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东海硅藻-甲藻水华遥感识别方法研究
2015-08-31 11:12:10   来源: 点击:

        东海经常爆发硅藻、甲藻水华,其中部分甲藻水华有毒。发展硅藻、甲藻水华遥感识别方法,对大范围有害水华进行预警、连续监测,具有重大意义。本研究通过对几个甲藻、硅藻水华事件的现场跟踪观测,发现两种水华的遥感反射率(Rrs)在形状和大小上均有差异(图2)。以443、488波段和531、555波段Rrs光谱斜率比值建立BI水华因子,可以很好将硅藻水华、甲藻水华分辨开(图3);结合藻类培养进行光谱模型分析,BI分布结果与现场观测基本一致。基于此,我们提出东海硅藻、甲藻水华的遥感识别方法:当443nm总吸收系数 a(443) ≥ 0.5 m -1且水体荧光高度FLH大于背景值2倍以上时,如果0.0<bi ≤0.3时为甲藻;如果0.3<bi≤1.0为硅藻。
图2 硅藻、甲藻水华Rrs光谱图.
 
        2005年4-6月长江口附近海域发生了大规模的水华,且整个过程呈现“硅藻-甲藻-硅藻”的演替态势:4月上旬至中旬为大规模硅藻水华暴发和维持阶段;4 月下旬至5 月上旬,硅藻水华消散,甲藻水华开始孕育发展;5月下旬至6 月中上旬,大规模甲藻水华暴发,并维持至6 月中旬;6 月中下旬甲藻水华进入消散阶段,同时硅藻细胞密度开始回升;与之相似,2011年4-6月东海现场调查也发现硅藻、甲藻水华更替事件。将本研究建立的硅藻-甲藻遥感识别方法应用于MODIS,判别结果均与实际观测基本相符(图4)。

       该研究成果已发表于Journal of Geophysical Research, 2014, 119, doi:10.1002/2014JC009876.

图3 (a) BI-Chl分布关系图;(b) BI- a ph(443)分布关系图.
 
图4 2011年4-6月东海MODIS遥感FLH(左)、水华种类识别结果(右).
蓝色、红色分别代表硅藻、甲藻水华;蓝色+、○分别表示现场观测硅藻、甲藻水华站位.


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