热带海洋学报

作者：李彩, 刘聪, 张现清, 陈飞, 肖志会, 杨泽明, 郑媛宁, 周雯, 许占堂

单位：1.热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所), 广东 广州 510301；2.中国科学院大学, 北京 100049；3.中国科学院南海海洋研究所仪器中心, 广东 广州 510301

关键词：体散射函数,衰减系数,剖面测量,三亚湾,崖州湾,

基金：广州市南沙区重点领域科技项目(2022ZD001); 国家自然科学基金项目(41976181); 国家自然科学基金项目(41976172); 国家自然科学基金项目(41976170); 国家自然科学基金项目(42276181); 热带海洋环境国家重点实验室自主研究项目(LTOZZ2003); 国家重点研发计划课题项目(2022FY100601)

水体体散射函数(volume scattering function, VSF, β θ , λ)、吸收系数 a λ及衰减系数 c λ是海水固有光学特性的基础性参数, 基于上述参数可以进一步推算得到水体所有特征性光学特性参数, 进而为海洋初级生产力、全球碳循环等基础和前端领域研究以及水色遥感、水环境监测及灾害预警、水下光场分布、目标追踪、光伏发电等军民融合领域的应用和发展提供重要的数据支撑。受限于体散射函数的强方向性, 其测量技术难度大且发展不成熟。文章以高角度分辨率多角度体散射函数及衰减系数高频剖面测量为目标, 研发了可同步获取17个角度体散射函数、水体衰减系数、剖面深度及温度信息的快速剖面测量仪(volume scattering and attenuation meter, VSAM), 其测量频率最高可达20Hz, 体散射函数测量角度范围为10°~170°, 角度分辨率10°, 剖面最大工作深度200m。利用VSAM对三亚湾和崖州湾水体光学特性分布进行剖面调查研究: 整体上, 崖州湾和三亚湾水体体散射函数及衰减系数均存在较大的水平、垂直及角度(体散射函数)变化特征; 同一水层, 自西向东衰减及体散射函数呈递减趋势; 同一站位, 衰减及体散射函数随剖面深度呈递增趋势; 前向10°体散射函数最大, 后向120°体散射函数最小, 前后向体散射函数相差2个数量级甚至更高。结合同期获取的水体浊度和叶绿素浓度剖面调查结果发现, 浊度是崖州湾水体体散射函数及衰减系数显著高于三亚湾的主导贡献者, 且上述海域水体浊度与颗粒物散射 β p 90 ° , 650及衰减 c p 650具有很好的线性相关性。VSAM测得的衰减系数及后向体散射函数分别与Viper (Trios公司, 德国)及ECO-VSF3 (Seabird公司, 美国)测量结果在剖面分布上具有较好的一致性。

来源：2024年第2期

《热带海洋学报》期刊编辑部

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