潮汐在海洋颜色中的作用，利用遥感技术实现更好的河口监测

在应对气候变化、环境污染和城市化日益增长的压力时，河口环境质量的监测日益重要，而遥感监测是河口环境质量监测的重要手段，通过监测河口海洋颜色可以为为水质和生物活动提供了关键的见解。然而，由于河口生态系统受潮汐周期等影响，会显著影响遥感观测的准确性。近日，一项新的研究探讨了潮汐运动对海洋颜色传感器测量的水质的影响。

潮汐周期和海洋颜色

潮汐是由月亮和太阳的引力引起的水位周期性上升和下降，潮汐运动并不均匀，它会根据天体的位置和当地地理特征而变化。潮汐在沿海和河口系统的流体动力学中起着重要作用，潮汐的涨潮和落潮会对水质带来不同的影响，涨潮时，上升的水会从河流或海洋中带入悬浮颗粒，河口水域往往更加浑浊；而落潮时通常会使泥滩和浅水区暴露出来，浑浊度会降低，但由于生物与大气的接触增加会生物活动。

海洋颜色是阳光在水面上的反射，受浮游植物、悬浮颗粒和溶解有机物等物质浓度的影响，而潮汐运动可以显著改变这些浓度进而改变海洋颜色。卫星遥感已成为监测海洋颜色等大规模环境参数的宝贵工具，例如MODIS中分辨率成像光谱仪和Sentinel-2等仪器可以探测从海洋表面反射的各种波长的光，通过分析光谱，研究人员可以推断出关键的水质参数，如叶绿素浓度、浊度、溶解有机物等。然而，由于河口环​​境受到淡水输入、潮汐波动和生物过程变化等影响，会导致海洋颜色出现相当大的变化。为了减少由于潮汐等运动对卫星监测数据的干扰，有研究人员提出通过卫星数据与当地地面真实数据相结合，可以对河口水质提供可靠的评估。

新的研究发现

近日，一项新的研究利用Sentinel-2卫星的6年浊度数据集，以葡萄牙的塔霍河口为例，评估了潮汐混叠对太阳同步卫星在潮汐主导系统中的适用性的影响。研究人员利用2017年至2022年Sentinel-2卫星的多光谱成像仪（MSI）传感器的水表面反射率数据并进行了大气校正，使用经过校准的半解析算法从反射率数据中反演浊度，并与现场测量数据进行了验证。根据对对不同潮汐相位的浊度数据进行描述性统计和方差分析，评估潮汐相位对浊度的影响。

研究发现，潮汐相位对浊度的显著影响，不同潮汐相位的浊度水平存在显著差异，低潮相位的浊度显著高于其他潮汐相位，高潮相位的浊度最低，潮汐过程在塔霍河口的主导作用超过了季节性变化，在潮汐主导的系统中，潮汐相位分类能够揭示较小尺度的波动和趋势，对于准确解释遥感数据至关重要。按潮汐相位分类的时间序列分析与所有数据的时间序列分析结果存在显著差异，表明潮汐相位对长期监测结果的影响不可忽视。

此外，太阳同步卫星无法观测到所有可能的潮汐相位，特别是在潮汐的半月周期和半日周期的组合下。由于太阳同步卫星的观测偏差可能导致对水质参数的误解，特别是在时间序列分析和长期监测中，因此，在潮汐主导的系统中使用遥感数据时，建议结合潮汐相位信息进行分析。

这项研究强调了在潮汐主导的系统中，潮汐相位对遥感数据解释的重要性，太阳同步卫星的观测偏差可能导致对水质参数的误解，因此在遥感监测中应考虑潮汐相位的影响，以提高数据的准确性和适用性。

思考

随着海平面上升和气候转变，对潮汐动态和河口水质有何影响？

参考文献：What time is the tide? The importance of tides for ocean colour applications to estuaries. doi.org/10.1016/j.rsase.2024.101425