Использование метода лазерной индуцированной флуоресценции в задачах дистанционного зондирования цвета морской поверхности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Буров, Денис Викторович

• Буров, Денис Викторович
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Буров, Денис Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. БИООПТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ МОРСКОЙ ВОДЫ.

1.1 Оптические свойства морской воды.

1.2 Спектры флуоресценции морской воды, возбуждаемые лазерным излучением.

1.3 Физические основы лазерной флуориметрии морской воды.

Глава 2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ БИООПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

МОРСКОЙ ВОДЫ.

2.1 Физические основы пассивных дистанционных методов зондирования океана.

2.2 Оптические сканеры, используемые для измерения спектров восходящего излучения (CZCS, SeaWiFS).

2.3 Судовой лазерный флуориметр, используемый для исследования спектров флуоресценции морской воды.

Глава 3. ОРГАНИЗАЦИЯ СБОРА, ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ

БИООПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В РАМКАХ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ

СИСТЕМЫ.

3.1 Организация сбора и хранения биооптической информации.

3.2 Организация обработки биооптической информации в рамках геоинформационной системы.

3.3 Обработка спектров ЛИФ в прикладных программных комплексах, использование в задачах оптической классификации морских вод и сравнительного анализа со спутниковыми данными.

Глава 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДИКИ ЛИФ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ПОДСПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ И РАЗРАБОТКИ РЕГИОНАЛЬНЫХ

АЛГОРИТМОВ.

4.1 Алгоритмы восстановления концентрации хлорофилла - а.

4.2 Методика сравнения спутниковых и судовых флуориметрических измерений концентрации хлорофилла-а.

4.3 Разработка региональных алгоритмов восстановления концентрации хлорофилла-а с использованием метода ЛИФ.

Глава 5. РАЗРАБОТКА КЛАССИФИКАЦИИ МОРСКИХ ВОД ПО

БИООПТИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ В ЗАДАЧАХ СОЗДАНИЯ

РЕГИОНАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ.

5.1 Построение Q - С диаграмм для морских вод различных типов.

5.2 Сравнительный анализ региональных алгоритмов для различных типов морских вод.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Использование метода лазерной индуцированной флуоресценции в задачах дистанционного зондирования цвета морской поверхности»

В настоящее время уделяется большое внимание разработке новых оперативных методов измерения биооптических параметров морской воды. Оптические методы измерения (как активные, так и пассивные) в большинстве своем являются дистанционными и обеспечивают высокую оперативность процесса измерения. Это позволяет получать большие объемы информации об исследуемом объекте в различных пространственных и временных масштабах. Большое внимание к разработке и использованию новых методов зондирования окружающей среды вызвано тем, что прогресс в решении целого ряда глобальных проблем в океанологии, физике и геохимии биосферы определяется возможностью проведения мониторинга океанологических процессов, мониторинга состояния фитопланктонных сообществ и исследования циклов воспроизводства органического вещества в океане в различных пространственных и временных масштабах. Мониторинг состояния планктона, находящегося в верхнем слое океана приобретает все более важное значение, в связи с той ролью, которую играет планктонное сообщество на планете и тем влиянием, которое оказывают различные процессы (природного и антропогенного происхождения) на его развитие и функционирование [1, 2]. Именно антропогенная составляющая этих процессов оказывает все большее влияние на формирование биооптических характеристик верхнего слоя океана. Фотосинтезирующие клетки (каковыми являются клетки фитопланктона) являются не только основой биопродуктивности океана, но и поддерживают определенный баланс в соотношении кислорода и углекислого газа в атмосфере, а так же участвуют в трансформации солнечной энергии в виды энергии, удобные для дальнейшего потребления [3-7]. Этими факторами объясняется важность решения задачи мониторинга планктонных сообществ в океане и разработке новых методов для его проведения.

Известно, какое широкое распространение получили оптические методы для исследования биооптических характеристик морской воды, включая и измерение концентрации хлорофилла-а и других пигментов, содержащихся в фитопланктоне [8-11]. Поставленные задачи мониторинга состояния фитопланктонных систем, а так же углеродных циклов в океане, подразумевают проведение измерений биооптических характеристик верхнего слоя океана в различных пространственных и временных масштабах. Оптические дистанционные методы (активные и пассивные) как нельзя лучше отвечают тем требованиям, которые предъявляются при проведении подобного мониторинга. Можно говорить о том, что начиная с 1978 года осуществляется непрерывный спутниковый мониторинг пространственно — временного распределения хлорофилла-а в верхнем слое океана с использованием пассивных оптических методов, а именно, по измерению спектров восходящего из морской толщи излучения [например, 12-13]. Несмотря на явный прогресс в этой области, исследователи сталкиваются с определенными трудностями при интерпретации спутниковых данных по цвету морской поверхности, особенно в случае морских вод, относящихся ко второму типу [14], которые в большей части находятся в шельфовых водах. В случае морских вод, относящихся к первому типу (т.е. вод в которых растворенное органическое вещество производится фитопланктонным сообществом [15-17]) алгоритмы обработки спутниковых данных по цвету морской поверхности дают удовлетворительные результаты при восстановлении концентрации хлорофилла-а. Однако, во многих случаях, шельфовые воды нельзя отнести к первому типу и возникает необходимость проведения работ, связанных с созданием региональных алгоритмов обработки спутниковых данных [18]. Алгоритмов, в которых учитываются специфические биооптические характеристики конкретных районов. В этом случае необходимо проводить подспутниковые измерения как концентрации хлорофилла-а, так и других биооптических параметров морской воды [19]. Обычно при проведении экспериментов по сравнительному анализу спутниковых и судовых измерений, калибровке спутниковых данных используются стандартные методы определения концентрации хлорофилла-а, основанные на отборе проб морской воды, фильтрации и последующем измерении спектров поглощения.

Трудоемкость стандартных методов, отсутствие оперативности делает невозможным проведение подобных измерений на больших площадях и не обеспечивает соответствующей статистики измерений. В районах, где наблюдается большая изменчивость параметров в поверхностном слое, включая и концентрацию фитопланктона, стандартные измерения не могут обеспечить проведение корректного сравнительного анализа и точных калибровок спутниковых данных. Особенно часто подобные ситуации наблюдаются в морских водах второго типа (устьях рек, районах апвеллингов, на мелководном шельфе), т.е. там, где разработанные алгоритмы восстановления концентрации хлорофилла-а по спектрам восходящего из водной толщи излучения требуют особо тщательных калибровок.

С другой стороны, в настоящее время, наблюдается интенсивная разработка активных оптических методов зондирования верхнего слоя океана, в основном лазерных [20-22]. Методы измерения концентрации хлорофилла-а, основанные на измерении спектров флуоресценции морской воды, возбуждаемых лазерным излучением, используются, как для дистанционных измерений (в лидарных системах) [23-25], так и в судовых прокачиваемых вариантах [26-28]. В обоих случаях метод позволяет проводить оперативные измерения концентрации хлорофилла-а и получать большое количество измерений, обеспечивая, таким образом, необходимое пространственное разрешение. В последних работах по использованию метода лазерной индуцированной флуоресценции (ЛИФ) показана возможность определения не только концентрации хлорофилла-а, но и параметров, напрямую характеризующих состояние фотосинтетического аппарата клеток фитопланктона (такие как скорость электронного транспорта при реакции фотосинтеза или соотношение концентраций пигментов в клетке [29, 30]). Использование спектроскопии ЛИФ может позволить не только проводить сравнительный анализ полей концентрации хлорофилла-а, основываясь на большой статистике измерений и хорошем пространственном разрешении, но и решать задачи, связанные с исследованием состояния фотосинтетического аппарата фитопланктона.

Спектры ЛИФ содержат информацию, как о живых клетках фитопланктона, так и об органическом веществе, которое воспроизводится фитопланктонным сообществом и присутствует в морской воде в растворенном и взвешенном состоянии. Это дает возможность использовать метод ЛИФ для исследования углеродных циклов органического вещества и воспроизводства его фитопланктонным сообществом. В задачах мониторинга состояния фитопланктонных сообществ, изучения процессов трансформации и источников происхождения растворенного органического вещества (РОВ) необходимы методы исследования, позволяющие проводить непрерывный мониторинг на больших акваториях. Только такие данные позволяют понять основные особенности процессов трансформации и циклов органики в океане в больших масштабах. Дискретные измерения не дают возможности отследить резкие градиенты величин, особенно в шельфовых зонах, проследить взаимосвязь параметров, характеризующих планктонное сообщество и растворенное органическое вещество на различных временных и пространственных масштабах.

Исследование углеродных циклов органического вещества является одной из фундаментальных проблем в океанологии и геохимии биосферы, поскольку процессы воспроизводства органики и ее превращения в процессе жизнедеятельности организмов определяют функционирование цепи биопродуктивности в океане и накопление источников энергии на нашей планете [6]. Процессы трансформации органического углерода и деградации живых клеток в устойчивую к биохимическим превращениям часть РОВ, минерализация углерода в глубинных водах или его дальнейшее участие в бактериальном развитии и создании фракций, преобразующихся в органические формы в верхних слоях океана, активно исследуются в настоящее время [31]. Растворенное органическое вещество составляет примерно 90 - 95% от суммарного, остальные 5 - 10% присутствуют в воде в виде взвеси [32, 33] и именно РОВ и фитопланктон играют основную роль при формировании спектров восходящего излучения из морской толщи, т.е. в формировании цвета морской поверхности или ее биооптических параметров [16]. В этом смысле концентрацию РОВ, как и концентрацию пигментов фитопланктона, так же можно отнести к одним из важнейших биооптических параметров. Основным источником производства органического вещества в океане являются фитопланктонные сообщества [32, 33]. РОВ непрерывно трансформируется в процессе своего превращения, причем по данным работ [16, 31-34] сам углерод составляет до 50% от всего РОВ.

Основную часть в интенсивность полосы флюоресценции растворенного органического вещества, при возбуждении лазерным излучением, дает именно лабильная часть РОВ или хромофорное (цветное) РОВ — важная фракция общего РОВ. Это РОВ является посредником в проведении фотохимических реакций в морской воде, определяет количество и качество солнечного света, достигающего фотосинтезирующие клетки фитопланктона, формирует цвет океана, который регистрируется спутниковыми сканерами и служит базой для дистанционного зондирования фитопланктонного сообщества. Эта часть представляет наиболее «легко измеряемую» часть РОВ (т.е. то РОВ, которое можно измерять оперативными методами) [35]. В последние годы публикуется довольно много статей, где используются флуориметрические методы для исследования органического вещества в морской воде (включая и нефтяные углеводороды) [27, 31, 36]. Несмотря на то, что в некоторых работах указывается на низкую корреляцию между интенсивностью сигнала флуоресценции и концентрацией общего РОВ [см. например 37], все большее число авторов используют методику лазерной индуцированной флуоресценции, для исследования динамики концентрации флуоресцирующего РОВ в морской воде [29, 35, 38, 39]. Это особенно относится к районам с высокими концентрациями хлорофилла-а, где концентрации лабильной части РОВ приближаются к значению суммарного РОВ.

В работах [19, 40-43] была показана возможность использования метода ЛИФ для проведения сравнительного анализа концентраций хлорофилла-а, полученных с использованием стандартных алгоритмов восстановления значений концентрации по измерению спектра восходящего из морской толщи излучения со спутника и непрерывными измерениями спектров ЛИФ на морской поверхности. Дальнейшая разработка метода ЛИФ для решения задач сравнительного анализа со спутниковыми данными потребовала как дальнейшей разработки аппаратуры для спектроскопии ЛИФ [44, 45], так и методов обработки спектров ЛИФ для определения биооптических параметров морской воды [46-48]. Проведение подобного анализа позволит решать другую важную задачу - разработку региональных биооптических алгоритмов восстановления концентрации хлорофилла-а из спутниковых данных о цвете морской поверхности.

Известно, что основные биооптические параметры морской воды (в том числе и спектры восходящего из морской толщи излучения, т.е. цвет морской поверхности) формируются в основном, в результате биологических процессов [32, 37], протекающих в верхнем слое океана. Определяющими величинами здесь являются концентрация фитопланктона (которая тесным образом связана с концентрацией хлорофилла-а), величина общего РОВ и его компоненты, а так же наличие взвешенных частиц. В настоящее время принято деление морских вод на первый и второй классы, в зависимости от источников поступления суммарного органического вещества в воду. Таким образом, воды классифицируются в зависимости от источников формирования биооптических параметров. Если основной вклад в образование растворенного органического вещества вносит планктон, то воды относят к первому типу, если больший вклад дают другие (помимо планктонного сообщества) источники, то такие воды относят ко второму типу [49]. Принимается во внимание именно РОВ, поскольку, в среднем, взвешенная часть органического вещества не превышает 10% от общего содержания органики [50], как было сказано ранее. Принятая выше классификация хотя и носит качественный характер, но является достаточно значимой в многих задачах оптики океана и, в частности, при создании алгоритмов восстановления концентрации пигментов, входящих в состав клеток фитопланктона, из спектров восходящего из морской толщи излучения. Основные алгоритмы разработаны и хорошо себя зарекомендовали именно в водах первого типа [51, 52]. Для вод второго типа необходимо проводить разработку региональных алгоритмов. Однако, в настоящее время не существует оперативных методов определения типов морских вод, и классификация проводится на основе информации о некоторых усредненных значениях поступления органического вещества в рассматриваемый район, с учетом тех процессов, которые там происходят.

В настоящей работе, исследуется возможность проведения оптической классификации морских вод по спектрам ЛИФ. Предлагается классифицировать воды по зависимости интегрального параметра спектра флюоресценции растворенного органического вещества (РОВ) - Q [53] от значений относительной интенсивности линии флюоресценции основного пигмента клеток фитопланктона - хлорофилла-а (концентраций хлорофилла-а). Несмотря на то, что согласно ряду работ [37, 103] параметр Q сложным образом связан с общей концентрацией РОВ, он характеризует флюоресцирующую часть растворенной и взвешенной органики, которая подвержена дальнейшей трансформации в результате процессов разложения и минерализации (лабильную часть РОВ). В работе [37] приведены результаты исследования зависимости интенсивности полосы флюоресценции (в диапазоне длин волн от 450 до 550 нм при возбуждении ультрафиолетовым излучением от 350 до 390 нм) органического вещества для вод различной трофпости. Показано, что прямой зависимости между интенсивностью флюоресценции и общим содержанием органического углерода нет, однако, прослеживается зависимость между легко разлагающимися фракциями РОВ - белков и содержащих органический фосфор. Согласно [33] именно на не стойкую, быстро разлагающуюся часть РОВ приходится в среднем 75%, и только 25% на стойкий к разложению водный гумус. Однако, в некоторых работах, показана прямая зависимость между интенсивностью флюоресценции РОВ и его концентрацией [35, 39]. В данной работе, на основе большого числа натурных измерений спектров ЛИФ морской воды, выполненных в различных районах Мирового океана, проводится статистический анализ Q-C диаграмм рассеяния. Предложено провести классификацию типов вод и планктонных сообществ, на основе выделения линейных соотношений между основными биооптическими параметрами. В водах такого типа возможно введение параметра, характеризующего линейную связь между основными биооптическими компонентами спектра ЛИФ и, отвечающим за удельное воспроизводство флюоресцирующей части РОВ, фитопланктонным сообществом.

Вторая задача, поставленная в настоящей работе — исследовать возможность применения методики ЛИФ и подобной классификации по типам морских вод в задачах сравнительного анализа со спутниковыми данными о цвете морской поверхности и разработке региональных алгоритмов восстановления концентрации пигментов по данным о цвете морской поверхности. Решение этой задачи потребовало разработки специальных методик сопоставления спутниковых данных о поверхностном распределении полей хлорофилла-а и значений концентраций, полученных на разрезах с использованием ЛИФ спектроскопии. Указанная задача потребовала создания и разработки Геоинформационной системы, в рамках которой проводилась точная координатная привязка результатов измерения спектров ЛИФ и гидрологических параметров верхнего слоя океана, измеряемых одновременно со спектрами ЛИФ морской воды. Такая система разрабатывалась коллективом, в работе которого автор принимал участие [54]. Высокое пространственное разрешение при измерении спектров ЛИФ (порядка 200 м) и точность привязки координат в ГИС обеспечили возможность использования спутниковых данных со сканера SeaWiFS с максимальным пространственным разрешением (порядка одного километра), а так же возможность получения нескольких значений концентрации хлорофилла-а (по методу ЛИФ) внутри одного пикселя на двумерном изображении распределения концентраций с SeaWiFS.

Разработанная методика применена для создания региональных алгоритмов восстановления концентрации хлорофилла-а по данным сканера цвета морской поверхности - SeaWiFS, установленного на спутнике SeaStar. С использованием метода ЛИФ проведена корректировка алгоритмов восстановления концентраций хлорофилла-а ОС2 и ОС4. Были использованы результаты экспедиционных исследований, проведенных в период 2001-2004 гг. на акватории Охотского, Японского, Восточно-Китайского, ЮжноКитайского и Красного морей.

Основные задачи, поставленные в данной работе, сформулированы следующим образом:

1. Разработать методику использования лазерной индуцированной флуоресценции для подспутниковых измерений концентраций хлорофилла-а и сопоставления их со спутниковыми данными сканеров цвета морской поверхности.

2. Разработать процедуры, обеспечивающие обработку, привязку к географическим координатам, хранение и накопление спектров ЛИФ, в геоинформационной системе с целью последующего их использования.

3. Исследовать возможность проведения классификации морских вод по параметрам спектров ЛИФ и использование ее при разработке региональных алгоритмов восстановления концентрации хлорофилла-а из данных сканеров цвета морской поверхности.

4. Разработать региональные алгоритмы восстановления концентрации хлорофилла-а из спутниковых данных о цвете морской поверхности для некоторых районов мирового океана.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Буров, Денис Викторович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулируем основные результаты:

1. Разработана и опробована методика использования лазерной индуцированной флуоресценции в задачах сравнительного анализа судовых измерений со спутниковыми данными цвета морской поверхности (для районов Охотского и Красного морей), которая состоит в следующем:

- Проводятся измерения спектров ЛИФ морской воды и клеток фитопланктона, содержащихся в морской воде исследуемого района.

- Восстанавливаются биооптические компоненты спектров ЛИФ (интенсивности линий флуоресценции основного и дополнительного пигментов, параметр Q, характеризующий флуоресценцию растворенного органического вещества).

- С использованием геоинформационной системы производится восстановление пространственного распределения концентрации хлорофилла-а вдоль маршрута судна и определяется характер статистических связей между биооптическими компонентами морской воды.

- Производится сопоставление пространственного распределения концентрации хлорофилла-а, полученного методом ЛИФ с двумерным распределением концентрации по данным спутникового зондирования, с использованием геоинформационной системы и пакета SeaDas.

- Производится сравнительный анализ судовых и спутниковых данных, разработка региональных алгоритмов на базе этого анализа.

2. Разработаны и интегрированы в геоинформационную систему процедуры, обеспечивающие обработку, хранение, накопление и расчет биооптических компонент спектров лазерной индуцированной флуоресценции. Реализованы процедуры классификации морских вод по характеристикам спектров лазерной индуцированной флуоресценции.

3. Предложена классификация морских вод по биооптическим параметрам спектров лазерной индуцированной флуоресценции и метод ее использования при разработке региональных алгоритмов восстановления концентрации хлорофилла-а из спутниковых данных сканеров цвета моря.

4. Разработаны региональные алгоритмы восстановления концентрации хлорофилла-а из спутниковых данных сканера SeaWiFS для районов Охотского моря.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Буров, Денис Викторович, 2004 год

1. Рубин А.Б. Биофизические методы в экологическом мониторинге // Соросовский образовательный журнал. — 2000. — т. 6, №4. — С. 7-13.

2. Фадеев В.В. Нелинейная флуориметрия сложных органических соединений // Соросовский образовательный журнал. — 2000. т. 6, №12. — С. 104-110.

3. Майор А.Ю., Букин О.А., Павлов А.Н., Киселев В.Д. Судовой лазерный флуориметр для исследования спектров флуоресценции морской воды // Приборы и техника эксперимента. 2001. №4. — С. 151-154.

4. Ерлов Н.Г. Оптика моря. JI.: Гидрометеоиздат, 1980. 248 с.

5. Шифрин К.С. Введение в оптику океана Л.: Гидрометеоиздат, 1983. -280 с.

6. Balch W., Evans R., Brown J., Feldman G., McClain Ch. and Esaias W. The remote sensing of ocean primary productivity: use of a new data compilation to test satellite algorithms // Journal of geophysical research. 1992. - Vol. 97, №C2. -P. 2279-2293.

7. Lee Z.P., Carder K.L., Peacock T.G., Davis C.O. and Mueller J.L. Method to derive ocean absorption coefficient from remote sensing reflectance // Applied Optics. 1996. - Vol. 35. - P. 463-474.

8. Букин O.A., Пермяков M.C., Майор А.Ю., Павлов А.Н. и др. Связь параметров спектров флуоресценции морской воды, возбуждаемых лазерным излучением, с типом морских вод // Оптика атмосферы и океана. 2000. - т.13, №11.-С. 1011-1014.

9. Tassan S. Local algorithms using SeaWiFS data for the retrieval of phytoplankton, pigments, suspended sediment, and yellow substance in coastal waters // Applied Optics. 1994. - Vol. 33, № 12. - P. 2369-2378.

10. Spinrad R.W., Carden K.L., Parry M.J. Ocean Optics. Oxford University press: New York, Glarendon press: Oxford. 1994. 283 p.

11. Клышко Д.Н. Фадеев В.В. Дистанционное определение концентрации примесей в воде методом лазерной спектроскопии с калибровкой по комбинационному рассеянию//ДАН СССР. 1978.-т. 238.-С. 320-323.

12. Иванов И.Г., Фадеев В.В. Лазерная флуоресцентная диагностика фитопланктона в режиме насыщения // Квантовая электроника 1988. - т. 15, №1. - С. 191-197.

13. Pedersen J.P., Seljelv L.G., Bauna еТ., Strom G.D., Folium О.A., Andersen J.H., Wahl Т., Skoelv A. Operational oil monitoring at sea with spaceborne radar // Исследование земли из космоса. 1998. № 2. - С. 117-124.

14. Gordon H.R., Clark D.K., Brown J.W., Brown O.B., Evans R.H., Broenkow W.W. Phytoplankton pigment concentrations in the Middle Atlantic Bight: comparison of ship determinations and CZCS estimates // Applied Optics. 1983. -Vol. 22, № l.-P. 20-36.

15. Бункин Ф.В., Бункин А.Ф. Лидарное зондирование водоемов, почвы и растительности // Оптика атмосферы и океана. 2000. - т.13, №1. - С. 63-69.

16. Hoge F.E., Wright C.W., Krabill W.B., Butzen R.R., Gilbert G.D., Swift R.N., Yungel J.K. and Berry R.E. Airborne lidar detection of subsurface oceanic scattering layers //Applied Optics. 1988. - Vol. 27. - P. 3669.

17. Глушков C.M., Фадеев B.B., Чубаров B.B. Лазерные спектрометры для диагностики органических примесей в природных водах // Оптика атмосферы и океана. 1994. - т. 7, №4. - С. 464-473.

18. Чубаров В.В. Определение органических примесей в воде методом лазерной флуорометрии с калибровкой по комбинационному рассеянию света: Диссертация канд. физ. -мат. наук. 1984. 199 с.

19. Barbini R., Colao F., Fantoni R., Ribezzo A. Differential lidar fluorosensor system used for phytoplankton bloom and sea water quality monitoring in Antarctica // International Journal of Remote Sensing 2001.- Vol. 22, №2/3. - P. 369-384.

20. Guo L., Santchi P.H., Warnken K.W. Dynamics of dissolved organic carbon (DOC) in oceanic environments // Limnology and Oceanography. 1995. Vol. 40,№8.-P. 1392-1403.

21. Скопинцев Б.А. Новые данные о природе органического вещества океанских вод и его энергетические ресурсы // Океанология. 1981. - т. 21, вып. 5.-С. 821-830.

22. Атлантический океан. / Под ред. O.K. Леонтьева. М: Мысль, 1977. — 296 с.

23. Norrman В., Zweifel U.L. Production and utilization of dissolved organic carbon during an experimental diatom bloom // Limnology and Oceanography. — 1995. Vol. 40, № 5. - P. 898-907.

24. Robert F. Chen. In situ fluorescence measurements in coastal waters // Organic Geochemistry. 1999. - № 30. - P. 397-409.

25. Глушков C.M., Фадеев B.B., Филиппова E.M., Чубаров В.В. Проблемы лазерной флюорометрии органических примесей в природных водах // Оптика атмосферы и океана. 1994. - т. 7, № 4. - С. 433-449.

26. Карабашев Г.С., Агатова А.И. О соотношении интенсивности флуоресценции и концентрации растворенных органических веществ в водах океана // Океанология. 1984. - т. 24, вып. 6. - С. 906-909.

27. Пелевин В.Н., Абрамов О.И., Карлсен Г.Г., Пелевин В.В., Строгов A.M., Хлебников Д.В. Лазерное зондирование поверхностных вод Атлантики и морей омывающих Европу // Оптика атмосферы и океана. 2001. — т. 14, № 8. -С. 704-709.

28. Drozdowska V., Babichenko S., Lisin A. Natural water fluorescence characteristics based on lidar investigations of a surface water layer polluted by an oil film; the Baltic cruise May 2000 // Oceanologia. - 2002. - № 44(3). - P. 339-354.

29. Букин O.A., Зинин Ю.А., Свириденков Э.А., Сушилов II.В., Эдуардов С.Л. Определение макросостава морской воды методом лазерной искровой спектроскопии // Оптика атмосферы и океана. — 1992. т. 5, №11. - С. 1213-1216.

30. Майор А.Ю., Разработка методов лазерной эмиссионной спектроскопии и лазерной флуориметрии для исследования состава морской воды: Диссертация канд. физ.-мат. наук. Владивосток. 1998. — 150 с.

31. Букин О.А., Пермяков М.С., Майор А.Ю., Сагалаев С.Г. и др. О калибровке метода лазерной флюорометрии при измерении концентрации хлорофилла А //Оптика атмосферы и океана. -2001. т. 14, №3. - С. 28-32.

32. Maleenok A.V., Bukin О.A., Permyakov M.S., Mayor A.Y., Tchecunkova V.S., Skorokhod G.V. Investigation of the laser-induced fluorescence spectra for different seawater cases // Proceedings SPIE. 2001. - №4154-25. - P. 174-178.

33. Richard W. Gould, Jr. ,Robert A. Arnone, and Paul M. Martinolich Spectral dependence of scattering coefficient in case 1 and 2 waters // Applied Optics. 1999. - Vol. 38, №12. - P. 2377-2283.

34. Laodong Guo, Peter H. Santchi and Kent W. Warnken Dynamics of dissolved organic carbon (DOC) in oceanic environments // Limnology and Oceanography. 1995. -№ 40 (8). - P. 1392-1403.

35. Букин O.A. Дальневосточный плавучий экологический университет: отчет по экспедиции на ПУС «Надежда» / Морской государственный университет им. Г.И. Невельского; проект № СО 148. Владивосток, - 2000. -24 с.

36. Подопригора E.JL, Чистяков Т.С., Хованец В.А., Пермяков М.С. Геоинформационная система мониторинга океана и атмосферы // Исследовано в России. 2003. № 128. - С. 1517-1526. http://zhurnal.ape.relarn.ru/artic1es/2003/128.pdf.

37. Вукс М.Ф. Рассеяние света в газах, жидкостях и растворах. Л.: изд-во Ленинградского университета, 1977. — 320 с.

38. Шанда Э. Физические основы дистанционного зондирования / Пер. с англ. Столярова И.А. М.: Недра, 1990. - 208 с.

39. Фадеев В.В., Чекалюк A.M., Чубаров В.В. Нелинейная лазерная флуориметрия сложных органических соединений // ДАН СССР. 1982. - т. 262, №2.-С. 338-341.

40. Hoge F.E., Swift R.N. Airborne simultaneous spectroscopic detection of laser-induced water Raman backscatter and fluorescence from chlorophyll a and other naturally occurring pigments // Applied optics. 1981. - Vol. 20, № 18. - P. 3197-3205.

41. Exton R.J., Houghton W.M., Esaias W., Harriss R.C., Farmer F.H. and White H.H. Laboratory analysis of techniques for remote sensing of estuarine parameters using laser excitation // Applied optics. 1983. - Vol. 22, № 1. - P. 5464.

42. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование: Пер. с англ. Городецкого И.Г., Филюшкина В.В. М.: Мир, 1987. - 550 с.

43. Measures R.M., Pilon G. A Study of Tunable Laser Techniques for Remote Mapping of Specific Gaseous Constituents of the Atmosphere // Optoelectronics. 1972.- № 4. P. 141-153.

44. Wang C.P. Application of Lasers in Atmospheric Probing // Acta Astronaut.- 1974. -№ l.-P. 105-123.

45. Byer R.L. Remote Air pollution Measurement // Optical and Quantum Electronics. 1975. -№ 7, p. 147-177.

46. Справочник по геофизике и космическому пространству / Под ред. C.JI. Валлея и Мак Гроу-Хилла. Ныо-Йорк, 1965. - 572 с.

47. Бондур В.Г. Принципы построения космической системы мониторинга Земли в экологических и природно-ресурсных целях // Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка. 1995.- № 1-2.- С. 14-38.

48. Бондур В.Г. Мониторинг окружающей среды. Курс лекций. Московский государственный университет геодезии и картографии. — Москва, 1993.-426 с.

49. Бондур В.Г., Воляк К.И. Оптический пространственный спектральный анализ изображений морской поверхности. Исследования по гидрофизике // Тр. ФИАН СССР. М.: Наука, 1984, - С. 63-78.

50. Бондур В.Г. Методы моделирования полей излучения на входе аэрокосмических систем дистанционного зондирования // Исследование Земли из космоса. 2000. - №5. с. 16-27.

51. Бондур В.Г., Шарков Е.А. Статистические характеристики пенных структур на поверхности моря по данным оптического зондирования // Исследование Земли из космоса. 1986. - № 4. - С. 21-31.

52. Бондур В.Г. Модели полей излучения для систем дистанционного зондирования. Курс лекций. Московский государственный университет геодезии и картографии. Москва, 1991. - 389 с.

53. Бондур В.Г. Дистанционная оптическая пространственно частотная спектрометрия в задачах создания аэрокосмических систем глобального наблюдения. -М.: ЦНИИ "Комета", 1990, - 501 с.

54. Бондур В.Г. Оперативная дистанционная оценка состояния границы раздела атмосфера-океан по пространственным спектрам изображений // Вкниге "Оптико-метеорологические исследования земной атмосферы". — Новосибирск. Наука, 1987,-С. 17-30.

55. Бондур В.Г., Мурынин А.Б. Восстановление спектров поверхностного волнения по спектрам изображений с учетом нелинейной модуляции поля яркости // Оптика атмосферы. — 1991. т. 4, №4. - С. 387-393.

56. Yentsch, C.Z. The influence of phytoplankton pigments on the color of seawater // Deep Sea Res. 1960. № 7. - C. 1-9.

57. Sathyendranath, S., and A.Morel Light emerging from the sea interpretation and uses in remote sensing. In: Cracknell,A.P.(ed), Remote sensing applications in marine science and technology, Dirdrecht, D.Reidel, 1983. - P. 323-358.

58. Нелепо Б.А., Коротаев Г.К., Суетин B.C., Терехин Ю.В. Исследование океана из космоса. Киев: Наукова думка, 1985. - 168 с.

59. Ilojerslev N.K., Assessment of some suggested algorithms on sea colour and surface chlorophyll // Rep. Inst. Phys. Oceanogr., Univ. Copenhagen. 1984. № 26.-P. 347-353.

60. Clark G.L., Ewing G.C., and Lorenzen CJ. Spectra of backscattered light from the sea obtained from aircraft as a measure of chlorophyll concentration // Science. 1970. № 167. - P. 1119.

61. Kattawar G.W. and Humphreys T.J. Remote sensing of chlorophyll in an atmosphere ocean environment: a theoretical study // Applied Optics. — 1976. — Vol.15, № l.-P. 273-282.

62. Войтов В.И., Буренков В.И., Судьбин А.И. и др. Оптика океана, Т. 2. Прикладная оптика океана. М.: Наука, 1983, - 236 с.

63. Gordon H.R., Morel A. Remote assessment of ocean color for interpretation of satellite visible imagery. / A review. N.Y., Springer, 1983, — 114 p.78. http://seawifs.gsfc.nasa.gov/

64. Gregg W.W., Frederick S.Patt, and Robert Woodward. The Simulated SeaWiFS Data Set // S.B.Hooker, E.R.Firestone, NASA Technical Memorandum 104566. 1993. - Vol. 15. - P.2-3.

65. McClain C.R., Esaias W.E., Barnes W. et al. Calibration and validation plan for SeaWiFS // S.B. Hooker, E.R.Firestone NASA Technical Memorandum 104566. Greenbelt, Maryland: NASA Goddard Space Flight Center. 1992. - Vol. 3. -P.41.

66. Mueller J.L., Austin R.W. Ocean Optics Protocols //S.B. Hooker, E.R.Firestone NASA Technical Memorandum 104566. Greenbelt, Maryland: NASA Goddard Space Flight Center. 1992. - Vol. 5. - P.43.

67. Siegel D.A., O'Brien M.C., Sorensen J.C. et al. Results of the SeaWiFS Data Analysis// S.B.Hooker, E.R.Firestone NASA Technical Memorandum 104566. Greenbelt, Maryland: NASA Goddard Space Flight Center. 1995. - Vol. 26. - P.58.

68. Fu G., Karen Settle Baith, Charles R. McClain. SeaDAS: The SeaWiFS Data Analysis System// Proceedings of the 4-th Pacific Ocean Remote Sensing Conference. Qingdao. China. 1998. - P.73-77.

69. Джасим С.Я., Серов Н.Я., Фадеев B.B., Чекалюк A.M. Насыщение флуоресценции растворов сложных органических соединений при импульсном лазерном возбуждении // Квантовая электроника. — 1991. — т. 18, № 4. С. 425429.

70. Тяпкин В.А., Лысун В.Н., Букин О.А., Столярчук С.Ю., Павлов А.Н. Малогабаритный блок питания для твердотельного лазера и оптического усилителя // ПТЭ- 1986. №2. С. 176-177.

71. Bukin О.А., Pavlov A.N., Permyakov M.S. et al. Comparision some results of pigment concentration measured by satellite and shipborne remote sensing methods // Proceedings SPIE. 2001. № 4154-25. - P. 71-76.

72. Fofonoff N.P. and R.C. Millard Jr. Algoritms for computation of fundamental properties of seawater. -Unesco, 1983.

73. Васильков А.П., Кельбалиханов Б.Ф. Дистанционные оптические пассивные методы исследования океана. — Сыктывкар: Научный центр УрО АН СССР, 1991,-107 с.

74. Буренков В.И., Ведерников В.И., Ершова С.В., Шеберстов С.В., Копелевш О.В. Использование данных спутникового сканера цвета SeaWiFS для оценки биооптических характеристик вод Баренцева моря // Океанология. 2001. — т. 41,№4.-С.485-492.

75. O'Reilly J. Е., Maritorena S., Mitchell В. G., Siegle D. A., Carder K. L., Garver S. A., Kahru M., and McClain C. Ocean color chlorophyll algorithms for SeaWiFS // Journal of Geophysical Research. 1998. - Vol. 103, № СИ. - P. 24937-24953.

76. O'Reilly at all, Ocean Color Chlorophyll a Algorithms for SeaWiFS, OC2 and OC4: Version 4, NASA Technical Memorandum 2000-206892, Volume 11.

77. Gordon II.R., Removal of atmospheric effects from Satellite imagery of the ocean//Applied Optics.- 1978.-Vol. 17, №10.-P. 1631-1636.

78. Шифрин K.C., Волгин B.H., Волков Б.Н., Ершов О.А., Смирнов А.В. Оптическая толщина аэрозольной атмосферы над морем // Исследование Земли из космоса. 1985. № 4. - С. 21-30.96. http://daac.gsfc.nasa.gov/data/dataset/SEAWIFS/01 Data Products/index.html

79. Smith R.S., Brown О.В., Hoge F.E., et al. Multiplatform sampling (ship, aircraft, and satellite) of a Gulf Stream warm core ring // Applied Optics. 1987. Vol. 26, № 11. - P. 2068-2081.

80. Patt F., Eplee R., Franz Jr. В., Robinson W. SeaWiFS operational archive products specifications, Version 4.1, October 25, 2002.

81. Hooker S.B., McClain C.R. The calibration and validation of SeaWiFS data // Progress in Oceanography. 2000. - Vol. 45. - P. 427-465.

82. Крылов Г.Д. Основы стандартизации сертификации и метрологии: Учебник для вузов. М: Аудит ЮНИТИ, 1998. 525 с.

83. Campbell J.W., Blaisdell J.M., and Darzi M. Lavel-3 SeaWiFS Data Products: Spatial and Temporal Binning Algorithms NASA Technical Memorandum 104566. 1995. - Vol. 32. - 73 p.

84. Гидрометеорология и гидрохимия морей т. 9. Охотское море. / Под ред. Терзиева Ф.С. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1993. - 167 с.