黃色物體吸收光譜特點(diǎn)

1、黃色物體吸收光譜特點(diǎn)     引言黃色物質(zhì)是海水溶解有機(jī)物質(zhì)中的一類(lèi)結(jié)構(gòu)未知的復(fù)雜高分子量化合物的混合物，一般認(rèn)為它是一類(lèi)含有腐殖酸和棕黃酸的有色可溶性有機(jī)物。它能吸收藍(lán)色的光，從而使水呈淺黃色，因此被稱(chēng)為黃色物質(zhì)。它吸收的能量與光化學(xué)反應(yīng)有著密切的聯(lián)系，在影響海水的光學(xué)性質(zhì)方面起重要作用，在全球碳循環(huán)中也扮演重要的角色。在二類(lèi)水體中，人們通常通過(guò)對(duì)它的光譜吸收系數(shù)的測(cè)定來(lái)反映它對(duì)海水造成的污染狀況，并間接的表征黃色物質(zhì)在海水中的相對(duì)濃度。由于黃色物質(zhì)不便于取樣稱(chēng)重，人們通常使用吸收系數(shù)廣義地代表它的濃度，在海洋水色遙感中，通常將黃色物質(zhì)在波段的吸收系數(shù)

2、作為黃色物質(zhì)濃度的標(biāo)志，其單位是。黃色物質(zhì)吸收系數(shù)呈指數(shù)衰減趨勢(shì)，在二類(lèi)水體中，它的吸收占有重要的地位，決定了水體吸收特性的變化。通常，沿岸、河口與海灣水域的黃色物質(zhì)主要由陸源產(chǎn)生，濃度相對(duì)較高；而開(kāi)闊海域的黃色物質(zhì)則主要由海洋浮游動(dòng)植物有機(jī)體的化學(xué)降解產(chǎn)生，濃度相對(duì)較低。黃色物質(zhì)的吸收特性對(duì)海水光學(xué)性質(zhì)有顯著影響，其在紫外可見(jiàn)光短波段有強(qiáng)烈的吸收，這種性質(zhì)對(duì)保護(hù)海洋浮游植物免受強(qiáng)烈紫外照射和為表層海水增溫有重要意義。因此黃色物質(zhì)研究受到普遍關(guān)注。水體的光學(xué)特性主要取決于水體三要素（即黃色物質(zhì)、非色素顆粒物和浮游植物色素）的影響。黃色物質(zhì)的吸收特性是水體重要的固有光學(xué)特性，是水色生物光學(xué)模型和

3、水體輻射傳輸模型的重要參數(shù)。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)黃色物質(zhì)吸收系數(shù)特性進(jìn)行了大量研究，本文基于中國(guó)近海海洋光學(xué)調(diào)查中獲取的大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)黃色物質(zhì)吸收光譜數(shù)據(jù)（圖為中國(guó)近海海洋光學(xué)調(diào)查區(qū)域分布圖），分析了不同海區(qū)黃色物質(zhì)吸收光譜的特征和分布特點(diǎn)及主要的影響因素。這對(duì)進(jìn)一步研究中國(guó)近海水體光學(xué)特性和促進(jìn)水色遙感在近海海域的應(yīng)用具有一定的意義和作用。實(shí)驗(yàn)方法用采水器采集海區(qū)的表層水樣，保存在接近現(xiàn)場(chǎng)水溫的陰暗處。用的鹽酸浸泡的聚碳酸酯濾紙，用純水清洗濾紙；將濾紙固定在過(guò)濾裝置上，在的真空度下過(guò)濾約純水到樣品瓶，作為純水空白。在同樣的壓力下，過(guò)濾約的海水樣品，作為黃色物質(zhì)樣品。黃色物質(zhì)吸收光譜的測(cè)量采用分光光

4、度計(jì)測(cè)量法，測(cè)量波長(zhǎng)范圍為。啟動(dòng)分光光度計(jì)，測(cè)量空氣對(duì)空氣的基線光譜，將的參比比色皿和樣品比色皿盛滿純水，掃描純水的基線光譜；將樣品比色皿裝滿純水空白，測(cè)量它相對(duì)于參比純水的光學(xué)密度；最后將樣品比色皿裝滿黃色物質(zhì)樣品，測(cè)量它相對(duì)于參比純水的光學(xué)密度。將測(cè)量結(jié)果帶入公式（），計(jì)算得到黃色物質(zhì)吸收系數(shù)。黃色物質(zhì)吸收系數(shù)計(jì)算為（）（）（）（）式中是比色皿的長(zhǎng)度（通常為）；（）是黃色物質(zhì)相對(duì)于純水的光譜密度；（）是純水空白相對(duì)于純水的光譜密度；是在長(zhǎng)波段可見(jiàn)光或近紅外波長(zhǎng)的明顯殘余吸收。選擇平均值進(jìn)行零值點(diǎn)校正。圖是中國(guó)近海典型區(qū)域黃色物質(zhì)吸收系數(shù)光譜圖。結(jié)果與分析黃色物質(zhì)吸收系數(shù)在海洋光學(xué)研究中，通

5、常都以黃色物質(zhì)在或的吸收系數(shù)來(lái)表示黃色物質(zhì)的濃度，本文選擇。表是中國(guó)近海各海區(qū)黃色物質(zhì)的極值統(tǒng)計(jì)表，圖是中國(guó)近海各海區(qū)黃色物質(zhì)吸收系數(shù)的分布頻次圖。從表中可見(jiàn)各個(gè)海區(qū)黃色物質(zhì)的濃度差異較大，渤海海區(qū)的黃色物質(zhì)平均值最大，南海的黃色物質(zhì)吸收系數(shù)平均值最小。由圖可見(jiàn)，（）變化范圍為，平均值為，且有約的站位的（）都小于，（）高于的站位極少。圖給出中國(guó)近海（）分布趨勢(shì)圖，由圖可見(jiàn)，在渤海海區(qū)的渤海灣、黃河口萊州灣和遼東灣等海域，（）較大，甚至超過(guò)；渤海中部海域的（）則在左右。在黃海海區(qū)的北黃海和黃海中部海域，（）一般都小于，而山東半島南部近岸和蘇北淺灘的近岸海域約為。在東海，大部分海域（）都小于；長(zhǎng)江

6、口和杭州灣海域，（）超過(guò)，而閩浙近岸和臺(tái)灣海峽海域的（）約為。在南海的北部海域（）約為；北部灣海域的（）約為；南海其它海域一般都小于。（）量值較大的區(qū)域分布在渤海灣、遼東灣、長(zhǎng)江口；其次是渤海中部、南黃海、珠江口和北部灣；量值較小的區(qū)域分布在東海以東及南海部分海域。（）總體上表現(xiàn)為由北向南逐漸減小的趨勢(shì)，但同時(shí)在近岸、海灣和河口等區(qū)域量值較大，遠(yuǎn)岸海域量值較小。這種現(xiàn)象反映了近岸黃色物質(zhì)主要受陸源河流的影響，而浮游植物及其腐爛降解的產(chǎn)物對(duì)水體中黃色物質(zhì)濃度產(chǎn)生的影響不大。黃色物質(zhì)對(duì)水體總吸收的貢獻(xiàn)本文統(tǒng)計(jì)了中國(guó)近海黃色物質(zhì)吸收系數(shù)對(duì)水體總吸收系數(shù)的貢獻(xiàn)率（）（）（見(jiàn)圖（），并繪制黃色物質(zhì)吸收系

7、數(shù)貢獻(xiàn)率的分布圖（見(jiàn)圖（）。從圖（）中可以看出，中國(guó)近海黃色物質(zhì)吸收系數(shù)的貢獻(xiàn)率從趨近于到以上，且總體上曾正態(tài)分布，平均值約為。由此可以看出，近海的黃色物質(zhì)對(duì)水體的吸收有重要貢獻(xiàn)。從貢獻(xiàn)率的分布圖（）來(lái)看：在渤海海域，遼東灣、渤海灣和黃河口海域，黃色物質(zhì)吸收系數(shù)的貢獻(xiàn)率一般都小于，在三個(gè)海灣以外海域，其值逐漸升高達(dá)到約，在渤海中部，其值約為，而在渤海海峽海域，其值高達(dá)?？傮w上表現(xiàn)為近岸貢獻(xiàn)率低，離岸貢獻(xiàn)率高的趨勢(shì)。在黃海，北黃海區(qū)域的遼東半島南部近岸和山東半島北部近岸其值約為，北黃海大部分海域約為。山東半島南部近岸貢獻(xiàn)率略高于北部近岸，達(dá)到。黃海中部大部分海域隨著離岸距離增加，其值呈增加趨勢(shì)，

8、能達(dá)到，黃海中部海域達(dá)到最高值甚至超高。在蘇北近岸海域，黃色物質(zhì)吸收系數(shù)的貢獻(xiàn)率一般都小于，并且呈離岸距離增加而升高的趨勢(shì)。在東海，長(zhǎng)江口、杭州灣海域以及閩浙近岸海域的黃色物質(zhì)吸收系數(shù)貢獻(xiàn)率的分布特點(diǎn)與趨勢(shì)與其在蘇北近岸海域相似，近岸約為，離岸則逐漸增加。東海外部海域的分布特點(diǎn)與趨勢(shì)與黃海中部海域的特點(diǎn)相似，其值最高超過(guò)。在臺(tái)灣海峽海域，黃色物質(zhì)吸收系數(shù)的貢獻(xiàn)率約為。在南海，南海北部海域，黃色物質(zhì)吸收系數(shù)貢獻(xiàn)率約為?；浳鹘丁⒈辈繛辰逗秃Ｄ蠉u東部近岸的黃色物質(zhì)吸收系數(shù)貢獻(xiàn)率約為，呈離岸距離增加而增加的趨勢(shì)。在海南島以南的南海海域，黃色物質(zhì)吸收系數(shù)的貢獻(xiàn)率達(dá)到最大值超過(guò)?？傮w上看，在中國(guó)四個(gè)海

9、區(qū)，近岸的黃色物質(zhì)吸收系數(shù)貢獻(xiàn)率明顯偏小，一般都小于，這個(gè)特點(diǎn)在渤海灣、蘇北近岸、長(zhǎng)江口、杭州灣和閩浙近岸表現(xiàn)最為明顯。而在各個(gè)海區(qū)的離岸海域，其值一般都達(dá)到，甚至更大。結(jié)合圖（）的分布來(lái)看，黃色物質(zhì)吸收系數(shù)的貢獻(xiàn)率與黃色物質(zhì)的吸收系數(shù)值的分布呈相反趨勢(shì)。形成這樣現(xiàn)象的主要原因，可能是非色素顆粒吸收系數(shù)的影響，中國(guó)近海同時(shí)也是非色素顆粒濃度極大的海域，非色素顆粒吸收系數(shù)對(duì)水體總吸收系數(shù)的貢獻(xiàn)可能顯著大于黃色物質(zhì)的吸收系數(shù)的貢獻(xiàn)。結(jié)論綜合以上分析，可以得到以下結(jié)論：（）在封閉或半封閉海灣以及河口海域的（）較其它海域明顯偏大。（）總體上表現(xiàn)由北向南逐漸減小的趨勢(shì)，但同時(shí)在近岸、海灣和河口等區(qū)域量值較大，遠(yuǎn)岸海域量值較小。（）中國(guó)近海黃色物質(zhì)對(duì)水體總吸收的貢獻(xiàn)率約為，總體表現(xiàn)為由北向南逐漸增大，在沿岸