漂在海上的科学家记南京信息工程大学海洋科学(4)

创新成果二：构建了近海水体颗粒特性的系列遥感算法模型，开展了浒苔与马尾藻海洋生态灾害遥感监测应用。

在水体颗粒浓度遥感反演算法研究方面，建立了一系列区域化模型，包括叶绿素a浓度的半分析算法、神经网络反演算法，颗粒物浓度的经验算法、联合算法，有色可溶性有机物(CDOM)浓度经验算法，以及浊度的直接反演算法等一系列生态环境要素遥感反演模型，提高了中高浑浊水体的遥感算法适用性和反演精度；

在与水体颗粒关联的生物光学参数遥感反演方面，建立了颗粒中值粒径、折射率、颗粒等效密度等的遥感估算经验模型，以及漫射衰减系数、透明度、吸收系数、后向散射系数等半分析模型，并首次提出水体颗粒物有效截面浓度的遥感估测模型方法，发展了适用于我国近海水体的浮游植物粒径等级遥感反演算法，拓展了水色遥感技术在海洋要素探测方面的应用范围；

搭建了黄海浒苔与马尾藻海洋生态灾害遥感监测应用系统，建立了浒苔和马尾藻人工神经网络快速检测模型，开发了漂浮藻漂移扩散数值模式，得到了准确的浒苔和马尾藻分布变化监测信息。

通过对海量数据的获取与分析，丘仲锋和团队有了三项重要发现：

一是，黄渤海悬浮颗粒物的粒径分布呈现出明显的空间变化特征，小颗粒物通常主导近岸水体，而大颗粒物主导远岸水体；在垂直空间上，悬浮颗粒物粒径分布呈现出明显的季节差异，夏季由于水体明显的层化现象，上层颗粒物比下层大，而冬季在风浪作用下水体混合充分，使得粒径垂向分布更加均匀。同时研究发现，在黄渤海，模拟悬浮颗粒物粒径分布的常用幂律模型在不同的参考粒径下呈现出不同的模拟精度，为此提出了一种新的混合式粒径分布模型，相比单一模型，该模型具有更高的模拟精度。

二是，悬浮颗粒物的衰减和后向散射特性的一级变异主要由悬浮颗粒物的有效截面积浓度控制；而二级变异本质上则受悬浮颗粒物粒径、密度、物质组成、折射率的综合影响，相比之下，悬浮颗粒物的粒径能够解释二级变异最大比例的变化，而密度和折射率的影响次之，物质组成的影响最小；同时发现利用悬浮颗粒物粒径、密度、折射率和物质组成可以对其衰减和后向散射特性的二级变异进行有效的模拟，并建立了高精度的模拟模型。

三是，为了利用遥感技术，丰富对悬浮颗粒物属性的认识和研究，基于悬浮颗粒物粒径与遥感反射率的相关关系，建立了悬浮颗粒物中值粒径的经验遥感估算模型；同时，也建立了基于悬浮颗粒物比后向散射系数的悬浮颗粒物中值粒径遥感估算半分析模型；此外，基于悬浮颗粒物有效截面积与光学参量的强相关性，建立了悬浮颗粒物有效截面积的经验遥感反演模型，这些模型能够成功地用于现有卫星遥感数据，具有较好的反演精度。以上研究发现为黄渤海海水光学特性的全面理解、水体光辐射传输机制的揭示、耦合光学参量的海洋过程和生态系统的相关研究以及水色遥感技术的进一步发展，提供了重要的科学依据和技术支撑。

这些研究成果丰富和发展了海洋光学遥感的理论与方法，拓展了海洋水色遥感的应用，为更好地利用光学遥感进行海洋水质生态环境探测提供了坚实的基础和支撑。

航次调查 醉心研究

茫茫天海之间，广阔无际，实验船就是一个孤岛般的存在，与外界隔绝、信息不通，有时还会出现停电的情况。就是这样一个特殊的实验场所，丘仲锋和团队一去至少十天，最长的时候甚至是“一待就是两个月”。有时候海况不好，大风大浪，晕船严重。种种问题伴随着，但实验不能出差错。丘仲锋调侃极端情况的情景：“往往是一边做实验，一边抱着一个桶随时准备吐。”

“我们做海洋研究的，要是不去海上做实验、不去现场看，根本无法了解海洋到底是怎么样的，那对海洋是没有感情的。”漂在海上的科研工作，让18岁以前没见过海的丘仲锋在此后的人生中与海结下了不解情缘。条件虽苦，丘仲锋却乐在其中。

在丘仲锋给记者展示的一份航次调查报告中，有这样一段描述：“2017年1月1日至17日（冬季）在长江口—东海区域进行航次调查，通过断面和走航航次观测、关键站点浮标—潜标时间序列观测、海底沉积观测、遥感资料时间序列分析，结合数值模拟技术，从多时空尺度上对长江口—东海生态环境变化过程与机理和长期演变规律开展多学科综合调查与研究。航次收集数据情况如下：其中，冬季航次采集遥感反射率数据48条，获取叶绿素样品154个、CDOM样品214瓶和颗粒物样品141个；夏季航次采集遥感反射率39条、叶绿素样品140个、CDOM样品140瓶和颗粒物样品135个。2017年5月14日至2017年5月27日开展了一次春季航次，该航次依托于国家自然科学基金委2016年东海共享开放航次，搭载‘向阳红18’科学考察船，通过定点过程性观测、船基走航和大面调差，获取海区理化生地等参数的综合数据集和样品集，包括气象水文要素、生源要素、理化因子、遥感光学和相关要素、悬浮颗粒物、叶绿素、浮游植物诊断色素等。”

文章来源：《海洋科学》 网址: http://www.hykxzz.cn/qikandaodu/2021/0610/785.html