Введение к работе
Актуальность темы.
Одной из главных задач» стоящчх сэгодня перед человеческим біцеством, является охрана окрукавдей среда. При этом сохранность одной экосистемы является необходимым условием существования извк иа планете. Проблема сохранять в чистоте гидросферу планета аиболее остро встала во второй половине двадцатого столетия и из связана с уже возникшим к тому времени сильным загрязнением крухавдэй среды вредными продуктами человеческой кизнедея.толь-
001.
Биологические проблема водных экосистем : рек, озер, морей а кеанов дакно исследовать, используя оптические метода диапюсти-и состояния водоемов. Эта методы основаны vn использовании стек-ральных различия поглощения, рассеяния и флуоресценции сиета акими, оптически активными примесями водкой среда, как фнтопланк-оа, минеральная взвесь и растворенное органическое вещество, уществоваше достаточно тесных эмпирических взаимосвязей наяду тими первичными підрооптическида характеристиками и цветом вод бусловлкЕает перспективность применения космических методов для лехенпя за состоянием природних водоемов.
При анализе спутниковых, данных существуют проблемы, связан-' не с количественной интерпретацией наблюдаемых из космоса круп-.омасштабшх кеоднородностей спектрального коэффициента яркости кеанских водь ввиду того, что видалые со спутника цветовые копт-scTU на поверхности моря сильно искакены из-за мешакцего влияния .тмосфэры. Поэтому разработке методов атмосферной коррекция в .астоящев время должно уделяться наибольшее внимание.
Помимо этого, спектр коэффициента яркости г.юря зависит ш 'олысо от наличия в воде фитопланктона, но определятся такяэ ругами прумесями морской воды, которые также сильно сказываются а состояний водоемов. Например, некоторые примеси, такие как юбочные продукты прибрежной хозяйственной деятельности, приводят иогда к бурному развитию отдельных видов водорослей, а вызванное или помутнение, наоборот, :v резкому падению общей продуктивности із-за угнетения процесса фотосинтеза в результата сильного ослаб-І6ПИЯ проникающего солнечного излучения. Бсзиякащэе при этом шрушэшз биологического равновесия могет привести к негативным
последствиям.
Следовательно, для правильной внтэрцре-гацш наблвдавшп дистанционно цвета океанской вода, необходимо нэ только цравжльз учитывать влияние атмосфери, но и аккуратно оценивать вклад : спектральный козФХащвнт яркости поглощения к рассеяния каждой ві щявдвси в отдельности.
Цель "работа.
-
Анализ и моделирование спектральных характеристик ormree еках полей б атмосфере лад океаном.
-
Исследование спектральних и угловых особенностей рассек вігі! морским агаосфершм аэрозолем.
З.Апелйз данных подсаутвинових измерений спектров коэффицн екта яркости моря я разработка методов рэиешя обратных пада воостановлоіаія по шк содаржаїзихся в і&зрсхоЗ воде ноглощающи прикесой.
4. Исслодоечнио новых возможностей дистанционного зондарова їшя оптических свойств поверхностного слоя океана лрк расзіяреш: спектрального диапазона наблюдоний до бляапэй ультрафіолетово области спектра.
Научная вовиана и практическая данность работ* Основная трудность дастанцконйнх наблюдений цпотозих ноодео родностей океана из косшеа заключается п гом, что напболыяая из менчивость спектра коэффициента яркости океяясяж вод приходите на сине-фиолетовый участок спектра, в котором величина яркое? атмосферной дымка значительно превышает диффузисо излучение моря Вследствие этого восьма трудно разделить ыелвды атмосферы и океа на в регистрируемое с высоты спутника издучание в видимом даша зоне спектра, т.к. (фактически нзм приходится наблюдать енни оке выжив води на голубом фоне атмосфери. Прамонявшнеся до каста Иі^го времена метода оценки велн>ашы атмосферной дшки, во даннн и? зрений в инфракрасной: области спектра, нэ позволяла восставая літать коэффициент яркости юря с требуемой для болькшетва дас таациоЕпых задач точность». В работе показано, что эту пробдэк шию решить, воспользовавшись дополвзтельпо локальными enswt
раЛЫВАЭД 0СОбЄШ10СТЯ.'Ш а раЗЛ21Ч11Ш,Ш КО^фїЦЕвїіТОВ ИрііОСТЙ wops
атмосферы в ближней ультрафиолетовой оЛадсти спектра.
Такси подход позволяв? оценить величину коэфТицента (іркостп моря в коротковолновой области спектре, гдо, как показано в работе, наблюдается наибольшая изменчивость коэффициента яркости моря, а ого значение тесно связано с концентрацией растворенных в морской воде органических веществ.
Таким образом, дополнительные измерения в фиолетовой и ультрафиолетовой областях спектра дают возможность
я)наСлюдать изменения цвета вод, обусловленное вариациями концентрации растворенного органического вепдества з деятельном слое океана;
б)изморя?ь еще один параметр атмосфері и аа счет этогя перейти от акстрстоляїаяї оптических свойств атмосфера из инфракрасной области в сипию к более точной интерполяции спектральних характеристик атмосферной дамки с краев в середину видимого диапазона спектра.
Все это позволяет определить яркость атмосферы на краях видимого диапазона спектра и тем сашм не только улучшить точность оценки ее н-УйЕда,его влияния, но и существенно повысить информативность диоггищісішого зондирования в видимом диапазона спектра, поскольку появляется возможность перейти от ограниченной одйонарамэтрическоа модели юрской вода к двухпаршотрическсй.
В работе получено линейное представление поля яркости зосхо--дящеі'о излучения на EspxneS границе атмосферы, учитквакдэо перекрестное рассеянна на зэройольянх частицах и молекулах воздуха. Оно uqssi быть прімонегто для анализа снанерных изображений, тг.к как значительно точнее огиенваот углевую структуру коэффициента яркости системы "окегп-П'п.юсфєра", неїтела используемая в настоящее время ферілула Гордона. Окончательные аналитические виранюния отличаются простотой и могут Сыть полезны при массовой обработке данких дистанционных измеримая.
Црэдсгавляат также кптзрэс результаты численного '.здделпрова-нвд слектраяъно-угловах свойств аэрозольного рассаяния ввиду отсутствия представлтольнух дачных натурных измерений нішрофаай-чъехш и оптических еполети ггрпродшх аэрозолей.
Аяпробация.
Результата работа дскладтаэлись на 12, X а XI Пленумах рабочей группы по оптике океана Ксшсспп по проблемен игрового окэега
&1I СССР (Батуми, i984; Ростов-на-Дону. 1988: Красноярск, 1990), Яевдшародноы совещании Совета "Интеркосмос" по дистазциоинш.' методам зондирования океана (Ялта, 1988) и на III семинаре пс смстомаы экологического контроля вод (Севастополь, 1991 г.)-
Разрабоїаннке автором и списаннне в настоящей работе алгоритма к методики использовались при проведении сарни гюдспутнико-енх экспериментов на Чэрном коре по мездународной программа "интеркосмос" и в широкомасштабном подспутниковом аксиерименте "Атлантика-89" в рамках сотрудничества с NASA.
Публикации,
По материалам диссертации опубліковано 14 работ, список которых приведен в конце автореферата. Часть результатов защищена авторским свидетельством СССР.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, ваклвчвкня е списка литературы. Общий объем работы составляет 164 страницы, включающие 10 рисунков, 9 таблиц и 98 наименований списка литара-їури.
