Коррекция температуры повышает точность спутниковых данных о цвете прибрежного океана

Исследователи из Океанологического университета Китая и их коллеги сообщают о значительном прогрессе в точности дистанционного зондирования в Journal of Remote Sensing. Их исследование представляет ACiter-T — усовершенствованный алгоритм атмосферной коррекции, который учитывает влияние температуры морской воды на обработку спутниковых данных.

Традиционные алгоритмы предполагают, что сигналы в ближнем инфракрасном диапазоне от морской воды ничтожны, что часто не работает в мутных прибрежных водах. Кроме того, большинство моделей считают поглощение морской воды постоянным, игнорируя естественную изменчивость, вызванную температурными сдвигами. Такие упрощения могут искажать данные, используемые для рыболовства, отслеживания загрязнений и климатических исследований. Используя синтетические данные и более 500 сопоставлений спутниковых и наземных измерений (in situ), команда показала, что метод с поправкой на температуру значительно улучшает получаемые данные в мутных и холодных водах.

Учёные модифицировали распространённую схему коррекции — итеративную атмосферную коррекцию в ближнем инфракрасном диапазоне (Near-Infrared Iterative ACiter). Она предполагает фиксированный коэффициент поглощения чистой морской воды при 22 °C. Исследование выявило, что отклонения от этого базового значения, особенно более чем на ±10 °C, могут искажать измерения отражательной способности, особенно в синих спектральных диапазонах. ACiter-T интегрирует скорректированные на температуру коэффициенты поглощения. В мутных и холодных водах средние абсолютные процентные различия уменьшились более чем на 50% по сравнению с базовым алгоритмом.

Валидация с использованием 528 сопоставлений данных с прибрежных станций мониторинга AERONET-OC подтвердила улучшения. Например, на станции MOW1 в Бельгии ошибки в отражательной способности в синем диапазоне снизились с более чем 23% до менее 10%. В менее мутных водах температурные поправки почти не влияли, что указывает на наибольшую эффективность ACiter-T в динамичных, сложных условиях.

«Наши результаты показывают, что температура морской воды — не просто фоновый фактор, а ключевой драйвер точности спутниковых продуктов о цвете океана, — заявил ведущий автор Цзюньвэй Ван. — Уточняя процесс атмосферной коррекции с помощью температурно-чувствительных параметров, мы можем значительно повысить надёжность данных для мониторинга прибрежных экосистем».

Алгоритм ACiter-T представляет собой практическое улучшение для оперативных спутниковых миссий по изучению цвета океана, включая миссии NASA. Это имеет прямое применение для аквакультуры, мониторинга загрязнений и стратегий адаптации к изменению климата. Такие усовершенствования станут критически важными, поскольку глобальное потепление увеличивает изменчивость температуры морской воды.