Более точные данные о цвете океана: общедоступный процессор помогает снизить неопределенность оптических измерений
Международная команда экспертов по оптике океана под руководством Морской лаборатории Плимута оценила точность надводных оптических сенсоров с помощью общедоступного процессора HyperCP. Это позволяет получать данные высочайшего качества для валидации спутниковых измерений цвета океана, что критически важно для мониторинга состояния прибрежных вод и Мирового океана. Исследование опубликовано в журнале Optics Express.
Цвет океана содержит информацию о составе воды: солнечный свет взаимодействует с фитопланктоном, взвесями и растворенным органическим веществом, что приводит к спектральным изменениям. Для обеспечения точности спутниковых данных необходимы высококачественные наземные измерения. Ученые используют стандарт Fiducial Reference Measurements (FRM), принятый NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США), ESA и EUMETSAT. Ранее различия в обработке данных маскировали реальную точность сенсоров, что подчеркнуло необходимость единого открытого процессора.
В ходе 10-дневных испытаний в Адриатическом море команда протестировала популярные радиометры Sea-Bird HyperSAS и TriOS-RAMSES, обработав данные с помощью HyperCP. При использовании сенсор-специфичных калибровок расхождения между системами составили около 2% для большинства измерений и 2.5% для показателя уходящего из воды излучения, а неопределенность оставалась на уровне 1.5–5%. Применение общих калибровок для класса приборов давало значительно большие расхождения.
Ведущий автор исследования, доктор Гэвин Тилстоун, отметил: «Разработка этого общедоступного процессора значительно повысит доверие к данным, используемым в исследованиях цвета океана, что критически важно для изучения изменения климата и качества воды». Соавтор, доктор Том Джордан, добавил, что работа демонстрирует согласованность между неопределенностями, рассчитанными HyperCP, и вариабельностью полевых измерений, что позволяет комбинировать данные с нескольких сенсоров.
Для принятия данных такими агентствами, как NASA, они должны соответствовать стандарту FRM, который требует соблюдения протоколов валидации, прослеживаемости к единицам SI, оценки неопределенностей и международных полевых сличительных испытаний. Доктор Дирк Аурин из NASA подчеркнул, что HyperCP, развившийся из проекта 2019 года, впервые позволяет минимизировать расхождения между коммерческими приборами разных производителей, собирая данные качества, достаточного для валидации спутников в соответствии с протоколами Международной группы по координации цвета океана (IOCCG).
Следующие шаги включают интеграцию в процессор новых сенсоров с оценками неопределенности для дальнейшего повышения надежности спутниковых данных о цвете океана. Исследование выполнено в рамках проекта FRM4SOC Phase-2.