卫星遥感探测赤潮的分布

风云3号。

风云3号

美国、日本、俄罗斯、加拿大较早利用卫星资料监测赤潮，加拿大用卫星NOAA的VHRR短波段建立了近海赤潮观测系统。美国水色卫星SeaWIFS发射成功，提供了比以往更有效的监测资料。

海水发生富营养化后并在一定气候条件下暴发赤潮，引发赤潮的海水主成分是叶绿素（指叶绿素a），这里重点说明根据卫星遥感数据估算叶绿素的浓度。

常规的叶绿素浓度测定方法，都是取样后在实验室测定，不仅耗时，费钱，而且难以实现大面积水域同步测量，利用卫星遥感方法估算海水中叶绿素浓度可以弥补常规方法的缺陷。

用卫星遥感方法估算水体叶绿素浓度，各国学者做了许多试验研究工作。舒守荣等用多波光谱仪对不同叶绿素浓度的水体进行了光谱测量，提出用光谱辐射值估算水体叶绿素浓度的数学模型；LiJilong利用TM卫星资料对水体叶绿素浓度进行计算；S.Ekstrand利用TM资料和实测数据建立了估算叶绿素浓度的回归方程；S.Tassan和Simth等利用TM资料和海岸带水色扫描仪（CZCS）资料建立了估算叶绿素浓度的数学模型。由于叶绿素光谱强度比较弱，因此，各种估算公式计算结果误差都比较大（20%～30%）。

广东大亚湾海域地处热带，年平均气温22℃。海水含沙量较少，平均为9.8 mg/L（变化在0.5～42.6 mg/L范围）。表层含沙量平均6.5 mg/L。

赤潮暴发后海域附近呈现褐色，通过通道遴选、合成假彩色图像，提取出异常区反射率曲线（如图11.3.1所示）对比正常海水的反射率曲线，可见第一反射峰，最有标志性的是在赤潮水体特征波段（680～710 nm）具有明显的第二反射峰（图11.3.1），这是典型的赤潮波谱特征，可以断定该褐色区域是赤湖分布区。

图11.3.1 褐色（赤潮）异常区反射率曲线

叶绿素具有特定的吸收和反射光谱：在440 nm附近有一吸收峰，在550 nm附近有一反射峰，在685 nm附近有较明显的黄光峰，与陆地卫星TM1波段（450～520 nm），TM2波段（520～600 nm），TM3（包含叶绿素黄光峰685 nm）与TM1（包含叶绿素吸收峰440 nm）之比值，是估算叶绿素浓度的最佳方法。

如果出现悬浮泥沙与叶绿素并存的海水将给估算叶绿素浓度带来困难。有人提出用灰色系统（陈楚群，1996）先对TM数据进行处理，建立灰色系统（陈楚群，1996）的方法。先对TM数据进行处理，建立灰色模型，可找出与叶绿素浓度的对应关系。