赤潮的影响以及成因介绍

赤潮遥感监测

一、赤潮及爆发机理

二、遥感信息反演模式

三、实例

一、赤潮及爆发机理

1、赤潮的概念赤潮是海洋中某些浮游藻类、原生动物或细菌，在一定的环境条件下暴发性繁殖或聚集而引起海洋水体变色的一种有害生态异常现象，英文名称为RedTide或HarmfulAlgalBlooms（HABs）。

2、赤潮灾害暴发机制

光照温度潮流底部沉积物工业废水农业废水生活污水养殖废水营养盐有机物微量元素河流径流赤潮发生盐度降水赤潮发生与主要环境因素之间的关系3、卫星遥感技术监测赤潮灾害的意义

赤潮灾害的监测是一项十分重要的工作。目前采用了卫星、飞机和现场船舶等多种手段，对赤潮的分布形态、发生范围、生物种类、贝毒和海洋水文、海洋化学等多种要素进行监测。海洋水色、海面温度（SST）和叶绿素a三个方面是目前用于赤潮遥感监测的主要内容。

二、遥感信息反演模式

1、赤潮水体的光谱特征

海水的光学特性与它的成分有关，主要由三种因素所确定：纯水、溶解物质和悬浮体。

黄色物质的光学吸收特性

叶绿素的光谱特性

1、赤潮水体的光谱特征

海水吸收光谱中的不同成分的贡献率

成分光谱区域/nm400～430430～490490～510510～540540～600600～670670～680

贫瘠的水色素15～3030～3510～302～101～2<1≈1黄色物质60～7050～6030～3510～301～10<0.5<0.5纯水≈1515～2020～6060～9090～98>98～99>98～99

中等营养的水色素15～2525～3510～303～101～3<11～2黄色物质65～8055～6545～5520～452～20<2<1纯水≈85～1515～4040～8080～95>95～97>97～98

营养丰富的水色素10～2020～2510～254～101～4<12～4黄色物质80～9070～8065～7040～654～40<4<1纯水≈33～77～3030～6060～95>95>96

一百米以深的水黄色物质≈9070～9040～7510～451～15<1≈0纯水≈1010～3025～6055～9085～99≈100≈1002、AVHRR卫星遥感赤潮识别方法

（1）、NDVI提取基于NOAA-14的AVHRR图像的NDVI指数计算如下：式中：为归一化差值植被指数，为近红外波段灰度值，为红外波段灰度值。这个指标的变化范围为-1～+1。植被覆盖的陆地表面趋于正值，裸露的土地接近0，开阔的水体为负值。

（2）、浮游植物细胞数的遥感探测模型

赤潮的生消过程：起始阶段、发展阶段、维持阶段和消亡阶段。特征：赤潮生物的生物量增殖幅度（即维持阶段赤潮生物达到的最大生物量）、空间延伸（即赤潮影响的空间范围）、赤潮在维持阶段的持续时间和赤潮发生的频率。赤潮生物细胞数与植被指数的关系模型如下：其中：-1<<0，变换后得：

其中：为浮游植物细胞数，单位为细胞数/m3；Red为AVHRR的CH1波段；NIR为AVHRR的CH2波段。赤潮发生时：浮游植物细胞为正常时的102～104倍，为同期非赤潮区域的20～103倍，1～2个赤潮优势种在浮游植物群落中占有绝对优势。赤潮过后：浮游植物细胞数急剧下降，仅为赤潮时的10-5～10-3倍；

3、SST卫星遥感赤潮识别方法

（1）、赤潮生消过程中温度的变化

不同藻种的适温范围藻种北海东海南海数据来源褐胞藻13～25.8ºC矫晓阳夜光藻16～28ºC（渤海湾）12～27ºC（黄河口）13～28ºC

中肋骨条藻8～32ºC（20～26ºC：渤海湾）

微型原甲藻10～35ºC（25～30ºC为最适温度）

尖刺菱形藻25～32ºC21～29ºC27～35ºC

赤潮异弯藻18.6～25.4ºC（大连湾）

王惠卿

（2）赤潮形成后的温度变化

赤潮过程中温度变化图

不同类型赤潮发生时温度变化表藻种水层（米）海域数据来源温度/℃发生前发生时发生后原甲藻0北麂山列岛张庆等23.7825.3825.01523.7624.3024.69裸甲藻高潮厦门张珞平等25.4～26.6（海区）--（赤潮区）28.3（边缘）低潮28.0～28.129.628．6～29．4夜光虫0浙江近海曹欣中

2.2～3

夜光虫0黄河口田家怡

25

夜光虫0长江口杨鸿山

中肋骨条藻0长江口黄秀清20.9722.9822.08褐胞藻0辽宁庄河矫晓阳

25.8

微型原甲藻

邹景忠

27.2

赤潮异弯藻

大连湾王惠卿17.426.7

骨条藻

大连湾王惠卿1822．6（平均）

拟菱形藻

大亚湾林祖亨2327.7

Ptychodiscusbrevis

NorthCarolinaThomasN.PykeJr

+6(比周围水体)

（3）、应用技术