基于卫星可溶性有机物（CDOM）对高径流季节东海低盐度长江冲淡水的识别外文翻译资料

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基于卫星可溶性有机物（CDOM）对高径流季节东海低盐度长江冲淡水的识别

Hiroaki Sasaki,¹ Eko Siswanto,² Kou Nishiuchi,¹ Katsuhisa Tanaka,³ Toru Hasegawa,¹ and Joji Ishizaka⁴

星界国家渔业研究所，水产综合研究中心，1551-8 Taira, Nagasaki 851-2213，日本（Hisasaki@affrc.go.jp）

长崎大学水产学院， 1 – 14 Bunkyo,Nagasaki 852-8521，日本

水圈大气研究中心，名古屋大学，1 – 14 Bunkyo,Nagasaki 852-8521，日本

日本国际农业科学研究中心，1-1 Ohwashi, Tsukuba, Ibaraki 305-8686,，日本

于2007年11月12日收到; 2008年1月16日接受; 于2008年2月19日发表

摘要：在夏季长江淡水排放量最大时，对东海的有色可溶性有机物（CDOM）[a_g(lambda;)]的吸收系数进行了测量，同时得出了CDOM和盐度的关系。在陆架区广泛地观测到了低盐度长江冲淡水（CDW），CDW是CDOM的主要来源，这也导致了盐度和a_g(lambda;)之间的强相关关系。现有水色算法反演的卫星a_g(lambda;)的误差可以通过卫星反演的叶绿素数据来校正。盐度可以从卫星反演的a_g(lambda;)及a_g(lambda;)和盐度之间的关系来预测，精度约为plusmn;1.0度之间。我们的研究表明，卫星反演的a_g(lambda;)可以作为夏季低盐度CDW的指示剂。引用: Sasaki,H.,E.Siswanto,K.Nishiuchi,K.Tanaka,T.Hasegawa,and J.Ishizaka (2008),基于卫星可溶性有机物（CDOM）对高径流季节东海低盐度长江冲淡水的识别,Geophys.Res.Lett.,35,L04604,doi:10.1029/2007GL032637.

一、引言

海表盐度是河流排放和降水等海洋淡水输入的主要示踪剂。通过捕获发射的微波辐射预测海洋盐度的土壤湿度、海洋盐度（SMOS）（ESA）和Aquarius（NASA）传感器在2008年至2009年间发射。这些基于卫星的盐度测定是追踪开放海域全球水循环的新方法。然而，这些传感器的空间分辨率对于沿海地区可能不够精确。

陆地CDOM也可以作为河流直接输入的指标，并且已经发表了许多关于沿海地区a_g(lambda;)和盐度之间的关系的研究 [e.g.,Blough and Del Vecchio,2002,and references therein]。另一方面，在远离陆地的开放海域，海洋CDOM被释放为原来位置与各种海洋现象相关的产品，如浮游植物光合作用[Twardowski和Donaghay，2001]或细菌分解[Nelson et al.，1998]。CDOM是溶解有机物的可见光学部分，CDOM可以从各种卫星海洋水色数据中导出a_g(lambda;) [Kahru和Mitchell，2001; Carder等，2003; Murakami等人，2006]。

Siddorn等人 [2001]从盐度、a_g(lambda;)和卫星光学数据之间的关系中获得卫星反演的盐度，并将这些值与监测所得的Zambezi河羽流的原位盐度测量值进行比较。邦定和鲍尔斯[2003]绘制了Clyde海的盐度图像，并证明了河流和海洋水驱动的表层水循环的一些依据。然而，仅对有限数量的沿海地区显示了a_g(lambda;)对盐度的反演。

东海大陆架的水循环受到中国的河流排放的影响以及台湾暖流和黑潮的入侵[Beardsley等，1985; Ichikawa和Beardsley，2002]（图1a）。长江（世界第三大河）是东海淡水输入的主要来源，年排放量约900立方千米/年[张，1996]，在7月份排放量最大[Beardsley等， 1985]。夏季，长江冲淡水(CDW)在东海大陆架上广泛传播，对初级生产力[Gong et al.，2003]。龚[2004]表明，中国海岸附近的a_g(lambda;)高值可能是长江的径流引起的。不断监测低盐度水、CDW对了解长江冲淡水(CDW)在东海陆架上的动态变化起重要作用。

在高径流量期间（夏季），如果CDOM与受长江输送影响的盐度密切相关，可以从卫星海洋水色数据准确反演出CDOM，用CDOM对东海的盐度进行识别也是可行的。本研究的目标是构建CDOM的光学性质和从原位和卫星海洋水色数据得到的东海CDW之间的关系，并得到基于卫星的东海盐度图。

二、数据与方法

2.1 原位数据

原位数据来源于夏季（2006年7月11日至28日）R / V YOKO-maru（渔业研究机构）YK0605航次东海航段。YK0605航次沿CK线在西南（SW）和东北（NE）地区（图1a）进行。用干净塑料桶收集的表层水样品用于测定a_g(lambda;)，叶绿素a浓度（Chl a）和盐度。

图1.（a）YK0605航次期间东海采样站的位置。原位海面数据的空间分布：（b）盐度，（c）log10转化的Chl a和（d）a_g(400)（m^-1）。（e）原位盐度与a_g(400)之间的关系。 虚线、实线和点回归线分别代表所有（正方形和三角形）,低Chl a（lt;1.3 mg m^-3）（正方形）和高Chl a数据（1.3 mg m^-3）（三角形）

通过Whatman GF / F过滤器过滤用于a_g(lambda;)测定的样品以除去大部分颗粒物质。 然后将滤液再次通过核孔膜过滤器（0.2mm孔径）过滤以除去细颗粒。为了计算a_g(lambda;)值，将CDOM吸收光谱通过具有14cm石英细胞的分光光度计（Shimadzu MPS-2400）进行扫描（300-800nm波段）。将Chl-a样品在Whatman GF / F过滤器上过滤并在N，N-二甲基甲酰胺中提取[Suzuki和Ishimaru，1990]。使用Turner-Designs 10-AU荧光仪对这些样品进行荧光分析，使用盐度仪（Guildline AutoSal 8400B）进行海面盐度样品分析。

表1.全部、低Chl a和高Chl a 数据的盐度和CDOM吸收系数之间的关系^a

^a盐度= A a_g(400) B;CDOM吸收系数,a_g(400); 低Chl,lt;1.3 mg m^-3;高Chl,1.3 mg m^-3.

2.2 卫星数据

卫星海洋水色数据由Moderate-Aqua卫星上的中分辨率成像光谱仪（MODIS）获取。从美国航空航天局海洋水色网站获得MODIS每日（2级，1公里分辨率）归一化离散辐射度[L_wn(lambda;)]和由标准OC3M算法计算的Chl a（以下称为MOD_Chl a）。通过Carder等人的算法确定了基于卫星的400nm波段处的a_g(lambda;) [MOD_ a_g(440)] [2003]，并用原位数据进行了评估。由于云端覆盖，在YK0605航次期间，同一天只能获得7个卫星数据作为原位测量的值。因此这些数据不足以评估整个研究区域的卫星数据。 通过扩大现场测量与卫星连接之间可接受的时间差异（原位测量前后三天），卫星的可接受数据从7个增加到27个。这些数据用于匹配卫星数据和原位数据。 此外，为了评估2006年夏季的结果，还获得了其他年份（2002-2007年）的MODIS数据。 原位数据是从R / V YOKO-maru的YK0206（2002年7月），YK0305和YK0306（2003年7月），YK0405和YK0406（2004年7月），YK0505（2005年7月）以及YK0704（2007年7月）航次收集的，并使用上述相同的方法进行卫星数据和原位数据之间的匹配。

三、结果与讨论

3、1原位海表面盐度、Chl a和a_g(lambda;)的空间分布

航次期间海面盐度值的范围为29至34，并且可以观察到CDW的延伸（图1b）。CDW的盐度在CK线西部低于30度，最低值为29.1。 东北地区的西部盐度较低（lt;32.5）。西南地区存在一个由低盐度水域包围的高盐度（33.7）的水团。在CK线和东北部地区东部分布的黑潮中盐度值较高（超过33）。

我们研究区域的大部分Chl a值低于1.0 mg m^-3 [log（Chl a）lt;0.0]（图1c）。 在西南地区和东北地区黑潮北部沿岸的一些站点观测到了超过1.0 mg m^-3 [log（Chl a）gt; 0.0]的高Chl a值。特殊的是，西南区西南部的Chl a特别高[9.9mg m^-3，log（Chl a）gt; 0.8]。 虽然我们研究区域西部的Chl a高于我们研究区域的东部，但并不是所有的高Chl a分布都与低盐度分布相对应。特别是在CK线西部的低盐度水没有显示出高Chl a水平。

我们研究区域西部的a_g(440)值较高（约0.2 m^-1），向东减少（~0.05 m^-1（图1d）。 对于西南区的高盐度水团，a_g(440)的值小于0.1 m^-1。因此，在这种情况下，a_g(440)和盐度的分布呈现负相关关系。 然而，对于SW地区的一些站点来说，虽然盐度不是非常低，但a_g(440)值高（gt; 0.2 m^-1），在这些站点观测到Chl a值高达1.0mg m^-1。

3.2 原位与盐度之间的关系

盐度值随着a_g(440)的增加而降低（图1e），所有数据的盐度和a_g(440)（表1的变量1）呈现线性关系。据报道，受河流排放影响的内陆和沿海水域的盐度和a_g(lambda;)（表征陆地CDOM的输入）之间存在类似的线性关系[例如，Twar-dowski和Donaghay，2001; Del Vecchio和Blough，2004]。Gong [2004]也表明，在东海海岸附近的盐度与a_g(lambda;)线性相关性更高。我们的结果表明，长江淡水输送是主要的CDOM来源。Siddorn等人 [2001]和Binding、Bowers [2003]发表了其他沿海地区的相似结果（盐度=alpha; a_g(440) beta;; alpha;= -16.2 ~-7.0，beta;= 34.6~35.8）。Binding和Bowers [2003]指出，高径流量（高CDOM浓度）使盐度和a_g(lambda;)之间线性关系的斜率更小。盐度和a<sub

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