8.13 Case Study No. 13Reference: Ba

8.13 Case Study No. 13
Reference: Barale, V. et al., 1986,
Space and time variability of the surface color field in the Northern Adriatic Sea. J.Geophys.Res., 91(C11):12957–74
Remote Sensing Technique: Satellite Remote Sensing:
Platform - NIMBUS-7;
Sensor - CZCS.
Objective: To investigate the variability of the surface bio- optical field in terms of phytoplankton pigment concentration derived from CZCS data and its correlation with possible steering factors, over the entire northern Adriatic basin at interannual, seasonal and monthly scales.
Experimental Rationale: A time series of corrected, coregistered CZCS images can be used to provide some simple statistics of the surface colour field, describing the heterogeneity of phytoplankton distribution. The patterns of primary productivity have spatial and temporal characteristics associated with the main oceanographic properties of a basin such as the Northern Adriatic Sea. By comparing these patterns with a suite of environmental factors, it is possible to investigate their relationship and the conditions and processes which regulate food chain dynamics.
Method: The available CZCS data for 1979 and 1980 were used to construct a two year time series of Northern Adriatic Sea visible imagery. The original images were corrected for atmospheric contamination, processed into maps of chlorophyll-like pigment concentration and remapped to a standard geographical grid with a pixel resolution of about 1 km × 1 km. This allowed the derivation of yearly and monthly mean and standard deviation images and of two image sequences suitable for empirical orthogonal function analysis. These statistics were compared with analogous statistics of air temperature, wind velocity and coastal runoff. In particular, quantitative estimates of the spatial scale of high pigment concentration patterns, derived from the monthly averaged images, were correlated with the corresponding averages of outflow from the major river (the Po) entering the Northern Adriatic Sea. The results were interpreted in terms of the established oceanographic knowledge of the basin and of numerical modelling and laboratory experiments.
Results: The phytoplankton pigment concentrations derived from CZCS data exhibited a high correlation with sea truth measurements performed during seven surveys in the summer of both years. A comparison of the mean pigment fields from 1979 to 1980 indicates an increase in the concentration values and the spatial extent of coastal features (refer to Figure 8.26). This variability may be linked to the different patterns of nutrient influx due to coastal runoff. The distribution of surface features is consistent with a general cyclonic circulation pattern, even though surface colour can not be considered a passive tracer of the flow in every instance. The pigment heterogeneity appears to be governed by fluctuations of freshwater discharge. The dominant wind fields do not appear to have important direct effects. The Po River discharge results in a plume which spreads over most of the northern basin with scales positively correlated with its outflow. The spatial scales of the western coastal layer in which the southward component of the cyclonic circulation is confined are instead negatively correlated with the Po River outflow and the plume scales (refer to Figure 8.27). Both results are consistent with theoretical and experimental results which indicate a dynamic balance between nonlinear advection and bottom friction, with the predominance of one of the two effects on an alternating basis.
Conclusion: The analysis of time series of visible imagery can be a powerful tool for the assessment of ecological conditions and relationships in the marine environment. For the test site and for the two years considered in this study, the freshwater input from coastal runoff had a profound influence on the pigment field in addition to the thermohaline condition of the basin. The planktonic environment is significantly affected by both long and short term variations in runoff, possibly as a result of the associated variations of nutrient influx.

Kết quả (Việt) 1:

8.13 nghiên cứu điển hình số 13Tham khảo: Barale, V. et al., 1986,Biến đổi không gian và thời gian của lĩnh vực bề mặt màu ở phía bắc biển Adriatic. J.Geophys.Res., 91 (C11): 12957-74Kỹ thuật viễn thám: Vệ tinh viễn thám:Nền tảng - NIMBUS-7;Cảm biến - CZCS.Mục tiêu: Để điều tra sự biến đổi của bề mặt sinh học - quang học trường về sinh sắc tố tập trung có nguồn gốc từ CZCS dữ liệu và mối tương quan với yếu tố chỉ đạo có thể, trên toàn bộ lưu vực Adriatic phía Bắc tại interannual, quy mô theo mùa và hàng tháng.Lý do thử nghiệm: Một thời gian loạt các sửa chữa, coregistered CZCS hình ảnh có thể được sử dụng để cung cấp một số thống kê đơn giản của lĩnh vực màu sắc bề mặt, mô tả heterogeneity sinh phân phối. Các mô hình chính năng suất có đặc điểm không gian và thời gian liên kết với các thuộc tính Hải dương học chính của một lưu vực chẳng hạn như miền bắc biển Adriatic. Bằng cách so sánh các mô hình với một bộ các yếu tố môi trường, nó có thể điều tra các mối quan hệ của họ và các điều kiện và quy trình mà điều chỉnh động lực học của chuỗi thức ăn.Method: The available CZCS data for 1979 and 1980 were used to construct a two year time series of Northern Adriatic Sea visible imagery. The original images were corrected for atmospheric contamination, processed into maps of chlorophyll-like pigment concentration and remapped to a standard geographical grid with a pixel resolution of about 1 km × 1 km. This allowed the derivation of yearly and monthly mean and standard deviation images and of two image sequences suitable for empirical orthogonal function analysis. These statistics were compared with analogous statistics of air temperature, wind velocity and coastal runoff. In particular, quantitative estimates of the spatial scale of high pigment concentration patterns, derived from the monthly averaged images, were correlated with the corresponding averages of outflow from the major river (the Po) entering the Northern Adriatic Sea. The results were interpreted in terms of the established oceanographic knowledge of the basin and of numerical modelling and laboratory experiments.Results: The phytoplankton pigment concentrations derived from CZCS data exhibited a high correlation with sea truth measurements performed during seven surveys in the summer of both years. A comparison of the mean pigment fields from 1979 to 1980 indicates an increase in the concentration values and the spatial extent of coastal features (refer to Figure 8.26). This variability may be linked to the different patterns of nutrient influx due to coastal runoff. The distribution of surface features is consistent with a general cyclonic circulation pattern, even though surface colour can not be considered a passive tracer of the flow in every instance. The pigment heterogeneity appears to be governed by fluctuations of freshwater discharge. The dominant wind fields do not appear to have important direct effects. The Po River discharge results in a plume which spreads over most of the northern basin with scales positively correlated with its outflow. The spatial scales of the western coastal layer in which the southward component of the cyclonic circulation is confined are instead negatively correlated with the Po River outflow and the plume scales (refer to Figure 8.27). Both results are consistent with theoretical and experimental results which indicate a dynamic balance between nonlinear advection and bottom friction, with the predominance of one of the two effects on an alternating basis.Conclusion: The analysis of time series of visible imagery can be a powerful tool for the assessment of ecological conditions and relationships in the marine environment. For the test site and for the two years considered in this study, the freshwater input from coastal runoff had a profound influence on the pigment field in addition to the thermohaline condition of the basin. The planktonic environment is significantly affected by both long and short term variations in runoff, possibly as a result of the associated variations of nutrient influx.

Kết quả (Việt) 2:

8.13 Trường hợp nghiên cứu định số 13
Tham khảo:. Barale, V. et al, 1986,
Không gian và thời gian biến thiên của các lĩnh vực màu sắc bề mặt ở Bắc Biển Adriatic. . J.Geophys.Res, 91 (C11): 12.957-74
Viễn thám Kỹ thuật: Vệ tinh viễn thám:
Platform - Vừng mây sáng-7;
Sensor - CZCS.
Mục tiêu: Để điều tra sự biến đổi của bề mặt sinh học lĩnh vực quang học về thực vật phù du nồng độ sắc tố có nguồn gốc từ dữ liệu CZCS và tương quan của nó với các yếu tố lái có thể, trên toàn bộ lưu vực Adriatic miền Bắc với quy mô trình giữa, theo mùa và hàng tháng.
Cơ sở thực nghiệm: Một chuỗi thời gian của sửa chữa, coregistered hình ảnh CZCS có thể được sử dụng để cung cấp một số liệu thống kê đơn giản của trường màu bề mặt, mô tả sự không đồng nhất của phân phối vật phù du. Các mô hình năng suất sơ cấp có đặc điểm không gian và thời kết hợp với các tính chất hải dương học chính của một lưu vực như Bắc Biển Adriatic. Bằng cách so sánh các mô hình với một bộ các yếu tố môi trường, có thể để điều tra mối quan hệ của họ và những điều kiện và quy trình mà điều động dây chuyền thực phẩm.
Phương pháp: Các dữ liệu CZCS sẵn cho năm 1979 và 1980 đã được sử dụng để xây dựng một chuỗi thời gian hai năm của miền Bắc Biển Adriatic hình ảnh nhìn thấy được. Những hình ảnh ban đầu đã được sửa chữa cho ô nhiễm không khí, chế biến thành các bản đồ của nồng độ sắc tố diệp lục giống và ánh xạ tới một mạng lưới địa lý tiêu chuẩn với độ phân giải điểm ảnh khoảng 1 km x 1 km. Điều này cho phép các dẫn xuất của trung bình và độ lệch chuẩn hình ảnh hàng năm và hàng tháng và hai hình ảnh trình tự phù hợp với thực nghiệm phân tích chức năng trực giao. Những số liệu thống kê được so sánh với số liệu thống kê tương tự của nhiệt độ không khí, tốc độ gió và dòng chảy ven bờ. Trong đó, ước tính định lượng về quy mô không gian của mô hình tập trung sắc tố cao, có nguồn gốc từ những hình ảnh hàng tháng trung bình, có tương quan với mức trung bình tương ứng của dòng chảy từ các sông lớn (Po) xâm nhập vào Bắc Biển Adriatic. Các kết quả đã được giải thích về các thiết lập kiến thức hải dương học của lưu vực và các mô hình phòng thí nghiệm và thí nghiệm số.
Kết quả: Nồng độ sắc tố thực vật phù du có nguồn gốc từ CZCS dữ liệu có mối tương quan cao với số đo thật biển thực hiện trong bảy điều tra trong mùa hè của cả năm . Một so sánh về các lĩnh vực sắc tố trung bình 1979-1980 cho thấy sự gia tăng trong giá trị nồng độ và phạm vi không gian của các tính năng ven biển (xem hình 8.26). Biến đổi này có thể được liên kết với các mô hình khác nhau của dòng chất dinh dưỡng do dòng chảy ven bờ. Sự phân bố các tính năng bề mặt phù hợp với một mô hình hoàn lưu xoáy chung, mặc dù màu sắc bề mặt không thể được coi là một tracer thụ động của dòng chảy trong mọi trường hợp. Sự bất đồng nhất sắc tố xuất hiện để bị chi phối bởi sự biến động của xả nước ngọt. Những cánh đồng gió chiếm ưu thế dường như không có tác dụng trực tiếp quan trọng. Kết quả xả sông Po trong một chùm mà lây lan rộng trên hầu hết các lưu vực phía Bắc với quy mô tương quan thuận với dòng chảy của nó. Phạm vi không gian của tầng ven biển phía tây, trong đó các thành phần phía nam của hoàn lưu xoáy là giới hạn được thay vì tỷ lệ nghịch với dòng chảy sông Po và các vảy lông chim (xem hình 8.27). Cả hai kết quả này phù hợp với kết quả lý thuyết và thực nghiệm mà chỉ ra một sự cân bằng năng động giữa bình lưu phi tuyến và ma sát đáy, với ưu thế của một trong hai tác động trên cơ sở luân phiên.
Kết luận: Việc phân tích chuỗi thời gian của hình ảnh hiển thị có thể là một công cụ mạnh mẽ cho việc đánh giá các điều kiện sinh thái và các mối quan hệ trong môi trường biển. Đối với các trang web thử nghiệm và trong hai năm được xem xét trong nghiên cứu này, các nguồn nước ngọt từ dòng chảy ven biển đã có một ảnh hưởng sâu sắc trên các lĩnh vực sắc tố ngoài các điều kiện thermohaline của lưu vực. Môi trường sinh vật phù du bị ảnh hưởng đáng kể bởi cả hai biến thể dài hạn và ngắn trong dòng chảy, có thể là kết quả của các biến thể liên quan của dòng chất dinh dưỡng.