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Effect of phytoplankton community size structure on remote-sensing reflectance and chlorophyll a products
Journal of Marine Systems ( IF 2.8 ) Pub Date : 2020-11-01 , DOI: 10.1016/j.jmarsys.2020.103400
Monika Soja-Woźniak , Leonardo Laiolo , Mark E. Baird , Richard Matear , Lesley Clementson , Thomas Schroeder , Martina A. Doblin , Iain M. Suthers

Abstract Remotely-sensed ocean colour is the main tool for estimating chlorophyll a (Chl-a) concentration and primary productivity on the global scale. In order to investigate the source of errors in remotely-sensed Chl-a concentration we obtained in situ bio-optical properties, in situ reflectances, satellite-derived reflectances and the Chl-a concentration satellite products of the Ocean and Land Colour Imager (OLCI) Instrument on board Sentinel-3 A in waters off eastern Australia. The mesoscale eddies of these oligotrophic waters provide contrasting phytoplankton communities that allowed us to focus on the effect of phytoplankton size as a source of errors. In these waters, cold-core cyclonic eddies (CE) are dominated by large phytoplankton cells, while small cells dominate warm-core anticyclonic eddies (ACE). The chlorophyll-specific absorption and backscattering from contrasting sites show significant difference due to the differing package effect of phytoplankton size distributions. After normalising the absorption and backscattering spectra to Chl-a associated with just small phytoplankton, the spectra of optical properties become much more similar, showing that small-sized phytoplankton dominate IOPs even when large cells contain the greater fraction of Chl-a concentration of the phytoplankton community. Measured in situ reflectances agreed with reflectances calculated using a simple optical model based on measured IOPs. Furthermore, the in situ measured reflectances agreed well with the OLCI reflectance (mean normalised bias (MNB) of 7% for wavelengths

中文翻译:

浮游植物群落大小结构对遥感反射率和叶绿素a产物的影响

摘要 遥感海洋颜色是估计全球范围内叶绿素 a (Chl-a) 浓度和初级生产力的主要工具。为了调查遥感 Chl-a 浓度误差的来源,我们获得了原位生物光学特性、原位反射率、卫星反射率和海洋和陆地彩色成像仪 (OLCI) 的 Chl-a 浓度卫星产品) 位于澳大利亚东部海域的 Sentinel-3 A 上的仪器。这些贫营养水域的中尺度涡流提供了对比鲜明的浮游植物群落,使我们能够将重点放在浮游植物大小作为误差来源的影响上。在这些水域中,冷核气旋涡旋 (CE) 以大型浮游植物细胞为主,而小细胞则以暖核反气旋涡旋 (ACE) 为主。由于浮游植物大小分布的不同包装效应,来自对比位点的叶绿素特异性吸收和反向散射显示出显着差异。在将吸收光谱和背向散射光谱归一化为仅与小浮游植物相关的 Chl-a 后,光学特性的光谱变得更加相似,这表明即使大细胞含有更大比例的 Chl-a 浓度时,小型浮游植物也会主导 IOPs浮游植物群落。测量的原位反射率与使用基于测量的 IOP 的简单光学模型计算的反射率一致。此外,原位测量的反射率与 OLCI 反射率(波长的 7% 的平均归一化偏差 (MNB) 在将吸收光谱和背向散射光谱归一化为仅与小浮游植物相关的 Chl-a 后,光学特性的光谱变得更加相似,这表明即使大细胞含有更大比例的 Chl-a 浓度时,小型浮游植物也主导 IOPs浮游植物群落。测量的原位反射率与使用基于测量的 IOP 的简单光学模型计算的反射率一致。此外,原位测量的反射率与 OLCI 反射率(波长的 7% 的平均归一化偏差 (MNB) 在将吸收光谱和背向散射光谱归一化为仅与小浮游植物相关的 Chl-a 后,光学特性的光谱变得更加相似,这表明即使大细胞含有更大比例的 Chl-a 浓度时,小型浮游植物也会主导 IOPs浮游植物群落。测量的原位反射率与使用基于测量的 IOP 的简单光学模型计算的反射率一致。此外,原位测量的反射率与 OLCI 反射率(波长的 7% 的平均归一化偏差 (MNB) 测量的原位反射率与使用基于测量的 IOP 的简单光学模型计算的反射率一致。此外,原位测量的反射率与 OLCI 反射率(波长的 7% 的平均归一化偏差 (MNB) 测量的原位反射率与使用基于测量的 IOP 的简单光学模型计算的反射率一致。此外,原位测量的反射率与 OLCI 反射率(波长的 7% 的平均归一化偏差 (MNB)
更新日期:2020-11-01
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