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长江口颗粒有机碳输运通量的遥感估算

刘东   2019-02-22

       近日,我室与浙江大学地球科学学院联合培养的博士生-刘东(已毕业,现工作于中国科学院南京地理与湖泊研究所)在遥感TOP期刊Remote Sensing of Environment上发表了长江口颗粒有机碳(POC)输运通量遥感估算研究的论文,该论文为其博士期间成果,通讯作者为我室白雁研究员。

       常规关于长江陆源颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon, POC)输运通量的估算都是基于长江大通水文站的观测数据进行计算。然而,长江大通水文站离河口~600 km,大通断面POC输运通量并不能准确代表长江输运至河口的POC通量,或其代表性还未经过验证。而且,长江POC输运具有高动态变化特征,一些时间点的实测采样数据并不一定具有很好的代表性。针对这些问题,本研究在长江口开展了多个航次的光学-生化参数同步观测。由于潮汐作用,从表层至底层,长江口月尺度的POC剖面通常呈现较好的垂向指数增长分布特征,流速垂向分布则呈现很好的线性衰减关系。利用静止水色卫星高时间分辨率观测资料,反演获得了长江河口表层POC浓度(图1),并结合POC及流速的垂向结构模型,估算了长江口月尺度的POC通量。研究结果表明:2015年5月至2016年4月,遥感估算的长江口徐六泾水文站断面POC通量比基于月尺度实测资料估算的大通水文站POC通量平均高22.64%。长江口POC浓度的月尺度变化主要受风驱动影响,而日尺度变化主要受潮汐涨落驱动的影响(图1)。该研究首次将高时间分辨率卫星数据应用于河口POC输运通量的估算,对更精确估算河流物质输运入河口和入海通量估算都具有重要的指示意义。

引用:Dong Liu, Yan Bai*, Xianqiang He, Bangyi Tao, Delu Pan, Chen-Tung Arthur Chen, Lin Zhang, Yi Xu, Chaohai Gong, (2019). Satellite estimation of particulate organic carbon flux from Changjiang River to the estuary. Remote Sensing of Environment, 223, 307-319.

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图 1.2016年3月1日长江口表层GOCI遥感POC浓度分布图。利用GOCI影像,可以反演获得每天八个时刻的表层POC浓度。右下图展示的是长江口徐六泾采样点(S1)和长江北支口门站点(S2)的时间序列POC浓度及潮高。