基于MODIS的南海北部水体叶绿素-a时空特征遥感分析

【摘要】：目前叶绿素-a浓度时空分布特征研究多采用实测数据与SeaWiFS遥感数据相结合,但SeaWiFS运行至今已超过设计的5年寿命,今后能否继续为海洋水色遥感研究服务具有不确定性。因此,本文采用MODIS遥感数据分析研究叶绿素-a浓度时空分布特征,相对而言具有平稳过渡水色传感器的意义。对MODIS叶绿素-a产品在南海北部海域的反演能力进行验证,结果表明,MODIS数据能较真实反映叶绿素-a的分布,符合时空特征分析的数据要求。 获取了2004-2006年南海北部水体的MODIS叶绿素-a数据,结合海域实测数据,研究叶绿素-a的时空变化特征以及部分环境影响因素的响应特征。本文分别对叶绿素-a浓度的水平空间特征和垂直空间特征进行空间格局分析。取4个断面分析水平空间特征——120oE的3个站位构成的经度断面、18oN的2个站位构成的纬度断面、台湾海峡和吕宋海峡间2个站位构成的斜剖断面,以及珠江口到外海的3个站位构成的断面。其中,前三个断面综合分析,重点分析叶绿素-a浓度水平空间特征与海水盐度、温度的相关性,以及吕宋海峡南海水和黑潮水、台湾海峡上升流对叶绿素-a水平空间分布的影响;同时分析第四个断面上叶绿素-a浓度水平空间特征,以及冲淡水的影响。通过绘制2004年9月南海北部海域MODIS绿叶素a浓度的月均值空间分布图、海水温度等值线图和海水盐度等值线图,对比研究分析叶绿素-a水平分布和海水盐度、温度水平分布的关联性。 结果表明,叶绿素-a的水平空间分布特征为:近海明显高于外海,并呈现近海往外海快速递减的趋势;最高值区位于珠江口和台湾海峡附近,广东沿岸形成一条几乎平行于海岸线的较宽高值带;吕宋海峡西北部大片中央海域普遍为低值;整个南海北部海域叶绿素-a浓度区域差异明显且存在季节变化,表现为冬季区域差异减小,春季区域差异增大。而叶绿素-a的垂直空间分布均存在次表层高值的特征。南海北部海区叶绿素-a浓度呈现明显的季节变化:冬季最高,波峰位于1月份;春季最低,波谷位于5月份前后;夏季逐渐回升;而秋季呈先下降、再上升趋势。另外,叶绿素-a浓度垂直分布易受海温影响,而水平分布易受海水盐度影响。叶绿素-a浓度空间分布同时还受吕宋海峡南海水和黑潮水,台湾海峡上升流,以及珠江口冲淡水的影响。