红夜光藻是我国主要的赤潮优势种,在渤海、黄海、东海和南海均有发生。近年来,红夜光藻赤潮发生频率明显上升,监测需求迫切。但红夜光藻赤潮发生具有分布范围广、变化速度快、多呈条带状分布的特点,其探测对卫星影像空间分辨率、覆盖范围和重访周期要求高。虽然水色卫星在赤潮监测中发挥了重要作用,但其空间分辨率低,无法准确探测条带状分布的红夜光藻赤潮。海洋一号C、D(HY-1C/D)卫星搭载的海岸带成像仪(Coastal Zone Imager,CZI)以其高空间分辨率、大幅宽和短重访周期的优势,被越来越多地用于赤潮监测。现有的红夜光藻赤潮HY-1C/D CZI探测模型大多基于深度学习方法,需要大量赤潮样本,但赤潮样本获取困难,影响模型的精度。因此,本文以2022年3月发生在广东省汕尾市红海湾的红夜光藻赤潮为例,分析了红夜光藻赤潮光谱特征,基于红夜光藻赤潮在红光和近红外波段的高反射特性和浑浊水体在绿光波段的高反射特性,构建了一个面向HY-1C/D CZI的红夜光藻赤潮探测方法。实验结果表明,该方法可以有效地探测赤潮,并避免浑浊水体的干扰,精确率和F1-Score达到89.72%和0.90。而且,该方法具有较好的适用性,可适用于不同海洋环境、不同宽波段卫星传感器的红夜光藻赤潮探测。
水体浊度是内陆湖泊水质的重要参数之一,是水环境生态系统中重要的影响因子。2019年12月底,武汉市受到新型冠状病毒肺炎疫情的影响,政府在2020-01-25-2020-02-05期间紧急建设了火神山和雷神山医院。医院建设过程中,对附近水体浊度进行动态监测有助于疫情防控与政府决策。以我国较高空间分辨率的水色海洋1C(Haiyang-1C, HY-1C)卫星海岸带成像仪(coastal zone imager, CZI)传感器数据为基础,结合高频同步浊度自动监测站测量数据,利用全局半经验浊度反演算法,建立了适用于武汉水体的浊度反演模型。利用该模型分析了医院建设前、中、后期的知音湖、黄家湖和朱山湖遥感反演的水体浊度变化,发现医院附近的水体与远离医院的水体浊度变化趋势一致,说明医院的建设施工不是影响浊度变化的原因;同时分析了武汉的降雨在医院建设前、中、后期的变化,发现降雨量的变化可能是导致水体浊度下降的主要因素。该研究也表明,国产较高分辨率水色遥感HY-1C卫星CZI传感器具有良好的小型内陆水体浊度动态监测能力。
由于全球尺度风和海浪谱的同步观测资料匮乏,利用实测海浪谱对全球波致应力和包含海浪作用的风应力特征研究极少,特别是季节变化特征的研究.中法海洋卫星(China France Oceanography Satellite,CFOSAT)首次实现了全球海面风和海浪谱的同步观测,为研究这一难题提供了坚实的资料基础.本文利用CFOSAT为期一年的风、浪同步观测资料,结合海浪边界层模型分析了全球海面波致应力及风应力的季节变化特征.波致应力根据海浪的不同形态分为风浪致应力和涌浪致应力.结果表明,波致应力与涌浪指数呈现出明显的反相关关系;大的涌浪指数,对应的涌浪致应力占比会大,使得风应力减小;反之,风浪致应力起主导作用,使得风应力增大.从北半球春季到冬季,南半球的西风带海域风浪致应力占主导;而在赤道附近海域,涌浪致应力占主导.进一步分析表明,南半球的风浪致应力的季节变化不明显,而北半球夏季的风浪致应力明显要小于其他季节;南半球涌浪致应力的绝对值从北半球春季到冬季呈现出先减小后增大的趋势.考虑波致应力后的风应力增减百分比在春秋季节表现出南北半球大致对称现象,而夏冬季节呈现不对称特征.波致应力会显著调节风应力,使得纬向平均的风应力变化可达±30%,这在全球尺度上进一步揭示了海浪对风应力的重要调制作用.
