光透射-光反射方法获取光程放大校正因子的关键技术研究

特 别是 现场 水体 样 品来 验证 。 致谢 ： 本项 研 究得 到 陈清 莲 、 军 武 、 唐 丁永 耀 和 孙 仲 汉等 四位 教授 亲切 指 导 ， 国科 学 院海 洋 研 究 所 为 中
项 目研 究提供 了藻种 ， 此表 示感谢 ！ 特
对 性考 虑 ， 建议 采 用 二 次 多 项 式 作 为 光 程放 大 校 正
响 实验 分析 结果 表 明 ， 浸泡 ６ ￣８ ｎ的滤纸 ， 透 射 比、 ０ ０ｍｉ 其 反射 比和 反 射率 误 差 最小 ， 值 分 别 为 其 ３ ０ ，． 和 ０ ５ 。在此 基础 上 ， ． ０ ５ ． 以小球 藻为 研 究对 象 ， Ｔ Ｒ 方 法 的光 程 放 大校 正 因子模 型 对 — 进行 了研 究， 结果 表 明 多项 式 回 归模 型优 于 线性和 乘幂 回归模 型 ； 选择 二 次 多项 式模 型作 为Ｔ Ｒ 方 —
好 ， 模 型 的简洁 性 和 与 国外 研 究 者 公 布 的 结果 比 从
（ ） 文 的结果 是 以小球 藻 藻液 为研究 对象 ， ２本 是
优 选 的颗粒 物类 型 ， 需 进 一 步 用 其 他 藻 液 和样 品 还
对 光程 放 大校 正 因子进行 重 复性 验证 。为 评价 光程 放 大校 正 因子 的适 用 性 ， 需 采 用 更 多 类 型 的样 品 还
ｒ３综合考 虑 滤 纸一 样 品 系 统 的 吸 收情 况 ， 合 对 ｉ ｌ 结 后 向散 射 的测量 ， 为 Ｔ Ｒ法测 量 的样 品 的光 学 密 认 — 度 采用 下式 计算 ：
作 者 简 介 ： 建 华 （ ９ ７ ） 男 ， 江省 江 山 市人 ， 朱 １ ７一 ， 浙 高级 工 程 师 ， 要 从 事 海 洋 遥 感 研 究 。Ｅ ｍａｌｂｓ ｌ＠ ２ ３ｎ ｔ 主 — ｉ：ｅｍｉ ｅ ６． ｅ
法 的光 程放 大校 正 因子模 型 ， 回归 区间为［ ． ５ ０ ４ ， 均相 对误 差为 ９ １ 。 其 Ｏ ０ ，． Ｊ 平 ． ９／ ９ ６
关键 词 ： — 方 法 ； ＴＲ 光程 放 大校 正 因子 ； 悬浮颗 粒 物 ； 次 多项 武 二
中 图 分 类 号 ： ７ ３ ３ Ｐ ３ ． ３ Ｐ ３． ；７４２ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ：２ ３ ４ ９ （ Ｏ １ ０ — １ ４０ ０ ５ － １ ３ ２ １ ） ４０ ０ — ７
第３ ３卷
第 ４期
海
洋
学
报
Ｖｏ１ ３．Ｎ Ｏ ．３ ．４
２ １ 年 ７月 ０１
ＡＣＴＡ ＯＣＥＡＮＯＬＯＧＩ ＣＡ ＮＩ ＳＩ ＣＡ
Ｊ ｌ ０ １ ｕｙ ２ １
光 透 射 一 反 射 方 法 获 取 光 程 放 大 校 正 因 子 的 光 关 键 技 术 研 究
朱 建 华 ， 虹 丽 ， 冰 李铜 基 周 韩 ，
收 稿 日期 ：０ ９０ —７ 修 订 日期 ：０ Ｏ —９ ２ ０－８２ ； ２ ｕ—３２ 。 基 金 项 目 ： 家 自然科 学基 金 （０ ０ ０ ９ 。 国 ４ ６ ６３ ）
以对后 向散 射效 应 进 行校 正 ， 种 校 正 的依 据 是样 这
品 一滤 纸 系 统 之 间 的 辐 射 平 衡 。Ｔ ｓａ ａ ｓｎ和 Ｆ ｒａ ｅｒ—
射 测量 两个 步骤 的影响 需要 验 证 ， 以评 价 Ｔ Ｒ方 用 —
法 测量 的 累积误 差 。
４ 总 结 与 讨 论
本 文 的研 究 获得 了 空 白滤 纸 水 合 程 度 对 透 射 比、 射 比和 反射 率 的影 响 ， 对样 品过滤 和使 用水 反 在 合 空 白滤 纸 时 ， 先 将 滤 纸 浸 泡 ６ ～ ８ ｎ为 最 事 Ｏ ０ ｍｉ 佳 ， 以有 效 降低 水合 程 度 带 来 的影 响 。以 小球 藻 可 为对象 的光程 放 大校 正 因子及 其模 型 获取 过程 研究 表 明二 次 多 项 式 和 三 次 多 项 式 模 型 的拟 合 效 果 较
２ Ｔ— 方 法 的原 理 Ｒ
Ｔ— 方法通 常是 利用 配置 着积 分球 的分 光光 度 Ｒ
方 法 主要是 采用 玻 璃 纤 维 滤 纸 （ ／ ） 富集 海 水 ＧＦ Ｆ 来
中的颗 粒 物 ， 过分 光 光 度 计 测 量 滤 纸上 颗 粒 物 的 通 光 学密 度 ， 而 获 得 悬 浮 颗粒 物 的 吸收 系 数 。虽 然 从
射 测量 模式 下 的后 向散 射 。结 合 两 种 测 量方 式 ， 可
光 反射 测量 方法 （ — Ｔ Ｒ方 法 ） 它 提 高 了悬 浮 颗 粒 物 ， 吸 收系数 的测量 精 度 。因此 ， — Ｔ Ｒ方 法 被 Ｓ ａ Ｆ ｅＷｉ Ｓ 计 划推 荐 为悬 浮颗粒 物 吸收 系数 的测量 方法 ［ 。 ６ ］ Ｔ方法 和 Ｔ Ｒ方法 均采 用 ＧＦ Ｆ滤 纸来 富集 悬 － ／ 浮 颗 粒 物 ， 必 须 对颗 粒 物 在 滤 纸 上 的 累积 效应 与 都 Ｇ／ Ｆ Ｆ高散 射性质带 来 的光 程放 大效 应 进行 校 正 ， 因
计 来进 行测 量 ， 积分球 具有 硫 化钡涂 层 ， 其底 部 内置 光 电倍 增 管 的 检 测 器 ， 附 带 耐 用 高 反 射 材 料 的 并
Ｓ ｅｔａｏ ｐ ｃｒｌｎ反 射板 ， １是 积 分 球 装 置 示 意 图 。测 图
Ｔ方 法得 到 了广泛 的应 用 ， 但其 自身 存在 局 限性 ， 许
要 在 以下两 个方 面 进行进 一 步研 究 。
回归相对偏差上下 限为 ＋３ 时， （ ） ０ 式 ２ 的适 用范 围是 Ｏ ， 大 于 ００ Ｄｐ ． ５且 小 于 ０４ 平 均 相 对 误 差 为 ．，
９ １ 。 ． ９
（） １ 研究 结 果 给 出 了样 品光 学 密 度 的适 用 范 围 在 ［ ． ５ ０ ４ 。对 颗粒 物载 量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 光透 射测 量和 光反 Ｏ０ ，．］
（ ．国 家 海 洋 技 术 中心 ， １ 天津 ３ ０ １） ０ １ ２
摘要 ： 光透 射一 光反 射测 量方 法（ — 方法 ） ＴＲ 是测 量 悬 浮颗 粒 物 吸 收 系数 的 主要 方 法之 一 ， 中 ＧＦ 其 ／
Ｆ滤 纸水 合程 度 以及 光 程放 大校 正 因子模 型是 其 关键 问题 。ＧＦ Ｆ滤纸 水 合 程度 对 光 学性 质 的影 ／
１ 引 言
悬 浮 颗粒 物吸 收系数 是 水色 遥感 最关 心 的参数 之一 ， 它在 色素 量指 数 、 级 生产力 以及 各种 光 化学 初 和光生 物 模 型 建 立 和 应 用 上 都 起 到 十分 重 要 的作 用 。Ｙｅ ｔｃ ｎｓｈ等 口 在 １ ６ ９ ２年 提 出 了光 透 射 测 量 法
因子 的模 型 。
参考 文献 ：
Ｅｉ Ｙ ｌ ＥＮＴ ＣＨ ．Ｍｅｓ ｒｍｅｔｏ ｉｉｌ ｌ ｈ ｂｏｐｉｎｂ ａｔ ｕａｅｍａｔｒｉ ｈ ｃａ ［ ］ Ｌｍｎ ｌｇ ｎ ｃａ ｏ ｒｐ ｙ １ ６ ， ： Ｓ ＣＳ ａｕｅ ｎ ｆ ｓｂｅ ｉ ｔａ ｓｒｔ ｙｐｒｉ ｌｔ ｔｅ ｔ ｅｏｅ ｎ Ｊ ． ｉ ｏｏ ｙａ ｄＯ ｅｎ ｇａ ｈ ， ９ ２ ７ ｖ ｇ ｏ ｃ ｎ
４期
朱 建 华 等 ： 透 射一 反 射 方 法 获 取 光 程 放 大 校 正 因 子 的关 键 技 术 研 究 光 光
１９ Ｏ
关系 ， 即
ＯＤ 。一 ０ ４ １ Ｏ Ｄ ｔ － ． ２ Ｏ ￣Ｔ Ｒ＋ ０ ６ ３ ８ Ｄ Ｔ ． ． １ ０ ＿ Ｒ （） ２
本 文 的 研 究 借 鉴 了很 多 国外 研 究 者 的 研 究 经 验 ， 国外研 究 成果 相 比 ， 项研究 获 得 的结果 还需 与 本
２ ７ ２１ ． ０ — ７
Ｅ ］ ＭＩ ＨＥ Ｌ Ｂ Ｇ Ａｌｏｉ ｍｓｆｒｄｔｒ ｎｎ ｈ ｂｏｐｉｎ ｃｅｆ ｉｎ ｆａ ｕ ｔ ａｔ ｕａｅ ｓ ｇｔ ｅｑａ ｔ ａｉｅｆｔｒｔｃ ｎｑ ｅ ２ ＴＣ Ｌ ． ｇ ｒｔ ｏ ｅｅｍｉｉｇ ｔｅａ ｓｒｔ ｏｆｉｅ ｔｏ ｑ ａｉ ｐ ｒｉ ｌｔｓｕ ｉ ｈ ｕ ｎｉ ｔ ｉｅ ｅｈ ｉｕ ｈ ｏ ｃ ｃ ｃ ｎ ｔ ｖ ｌ
２ ０２ ３ — ２ ４ ０ ．２ １ ５ ．
多 科学 家 为解决 光透 射方 法存 在 的问题 做 了很 多尝
试 ＿ ，９ ５年 Ｔ ｓａ ３ １９ ］ ａ ｓｎ和 Ｆ ｒａｉ 出 了 光透 射一 ｅｒｒ３提 ［
量 过程 中利 用 透 射一 射 模 式 来 测 量 富 集 在 滤 纸 上 反 颗 粒物 的 吸收 ， 中 由反 射 测量 模 式 得 到 的 就 是 透 其
（ Ｔ） Ｊ ． ｅｎＯ ｔｃ １９ ：３ — １８ ＱＦ ［］ Ｏｃａ ｐｉｓＸ， ９０ １７ ４ ． ［］ ＴＡＳ ＡＮ Ｓ Ｆ ＲＡＲ ．Ａｎａｔｒａｉｅａ ｐｏ ｃ ｏａ ｓ ｒｔ ｎｍｅｓｒｍｅ ｔ ｏ ｑ ａｉ ｐ ｒｉｅ ｅａｎ ｄｏ ｌ ｒ［］ Ｌｍｎ ｌｇ ３ Ｓ ， ＥＲ ＩＧ Ｍ ｌ ｎ ｔ ｐ ｒａｈｔ ｂｏ ｐｉ ａｕｅ ｎｓ ｆ ｕｔ ａｔ ｌｓｒｔｉｅ ｎｆｔ ｓＪ ． ｉ ｏｏ ｙ ｅ ｖ ｏ ａ ｃ ｃ ｉｅ
（ 方 法 ） １９ Ｔ ， ９ ０年 Ｍ ｉ ｈ ｌ 【 改 进 了 Ｔ 方 法 。 Ｔ ｔ ｅ ｄ２ ｃ ｌ
此滤纸 的水合 程 度造 成 的误 差和 光程 放 大 因子都 是 需 要重点研究 的对象 。本 文叙述 了采用 积分球装 置 ，
利用小球 藻 作 为研 究 对 象 ， 应 用 Ｔ Ｒ方 法获 取 光 对 － 程 放大校正 因子 的 Ｔ Ｒ方 法测 量误 差 和光程 放 大校 － 正因子模 型这两项关键 技术进行实 验分析 。
ｎ ｌ ｇ ｎ ｅ ｎｏ ａ ｈｙ， ９ ５， ０ １ ５ ６ —５ ３ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ０ｃ ａ ｇｒ ｐ １ ９ ４ （ ）： ２ — ２ ．
［］ Ｒ Ｓ Ｅ Ｃ Ｓ ｈ ｏｅｉａ ａ ｄｅ ｐｒ ｎａ ｐ ｒａｈｓｔ ｒｖ ｈ ｃｕａｙｏ ａｔ ｕａｅａ ｓｒ ｔ ｎｃ ｅｆ ｉ ｔ ｄ ｒ ｅ ｒｍ ｈ ５ ＯＥ Ｌ Ｒ ．Ｔ ｅｒｔ ｌ ｎ ｘ ｅｉ ｔｌ ｐｏｃ ｅ ｏｉ ｏｅｔｅａｃ ｒｃ ｆ ｒｉ ｌｔ ｂｏｐｉ ｏｆｃｅ ｓ ｅｉ ｄ ｆ ｃ ｍｅ ａ ｍｐ ｐ ｃ ｏ ｉ ｎ ｖ ｏ ｔｅ ｑａ ｔ ａｉｅｆｔｒｔｃ ｎｑ ｅＪ ． ｉ ｏｏ ｙａｄＯｃａｏ ｒｐ ｙ １ ９ ，３ １ ：４ — ６ Ｏ ｕ ｎｉ ｔ ｌ ｅｈ ｉｕ ［］ Ｌｍｎ ｌｇ ｎ ｅｎ ｇａ ｈ ，９ ８ ４ （ ） ６ ９ ６ ． ｔ ｖ ｉｅ ［］ ＭＵＥ Ｅ ａ ｓ ＡＲ ＯＮ Ｓ Ｇｉｌ ｔ ． ｅｎ Ｏｐｉ ｒｔｃ ｌ ｆｒＳ ｔｌｔ ｅｎ Ｃ ｌｒＳ ｎｏ ｌ ａｉ Ｍ ］ ＮＡＳ Ｔ ６ ＬＬ Ｒ Ｌ Ｊｍｅ．Ｆ ＧＩ ｕｉ ｔ Ｏｃａ ｔ ｓ Ｐ ｏｏ ｏｓ ｏ ａｅ ｉ Ｏｃａ ｏｏ ｅ ｓｒＶａｉ ｔ ｎ［ ｅａ ｃ ｌｅ ｄ ｏ ． Ａ／ Ｍ一