Secchi disk depth: A new theory and mechanistic model for underwater visibility

Secchi disk depth (ZSD) on veden läpinäkyvyyden mittari, jonka tulkinnalla on laajoja sovelluksia sukeltajien näkyvyydestä ilmastonmuutoksen tutkimiseen. Tätä läpinäkyvyyttä on selitetty viimeisten yli 60 vuoden aikana vedenalaisen näkyvyyden teorialla, joka on yleisen näkyvyysteorian haara visuaalisen etäisyyden määrittämiseksi vedessä. Tarkastelemalla perusteellisesti vedessä tapahtuvaan visuaaliseen havainnointiin liittyviä fysikaalisia prosesseja osoitamme kuitenkin, että tämä teoria ei välttämättä vastaa tarkalleen sitä, miten ihmissilmä havaitsee Secchi-levyn. Lisäksi päivitämme kontrastin vähenemisen lakia, joka on näkyvyysteorian keskeinen käsite, ja kehitämme uuden teoreettisen mallin ZSD:n tulkitsemiseksi. Toisin kuin klassisessa mallissa, joka tukeutuu voimakkaasti säteen vaimenemiskertoimeen, uusi malli tukeutuu tällaisissa tulkinnoissa vain diffuusin vaimenemiskertoimeen aallonpituudella, joka vastaa suurinta läpinäkyvyyttä. Malli on validoitu käyttämällä suurta (N = 338), riippumattomista mittauksista koostuvaa aineistoa, joka kattaa valtameri-, rannikko- ja järvivesiä. Tulokset osoittavat, että mitattujen ja teoreettisesti ennustettujen ZSD-arvojen välillä on erinomainen yhdenmukaisuus (keskimääräinen absoluuttinen ero ~ 18 %, R2 = 0,96) välillä, joka vaihtelee välillä < 1 m ja > 30 m ilman, että mitään mallin parametreja on viritetty alueellisesti. Tämä tutkimus tarjoaa yleisemmän näkemyksen visuaalisesta etäisyysmittauksesta, ja mekanistisen mallin odotetaan parantavan merkittävästi nykyistä kapasiteettia maailmanlaajuisten vesiympäristöjen veden läpinäkyvyyden seurannassa satelliittikaukokartoituksen avulla.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.