Profondeur du disque de Secchi : Une nouvelle théorie et un modèle mécaniste pour la visibilité sous-marine

La profondeur du disque de Secchi (ZSD) est une mesure de la transparence de l’eau, dont l’interprétation a de larges applications allant de la visibilité des plongeurs aux études du changement climatique. Cette transparence a été expliquée au cours des 60 dernières années avec la théorie de la visibilité sous-marine, la branche de la théorie générale de la visibilité pour le champ visuel dans l’eau. Cependant, grâce à un examen approfondi des processus physiques impliqués dans le repérage visuel dans l’eau, nous montrons que cette théorie peut ne pas représenter exactement l’observation d’un disque de Secchi par un œil humain. En outre, nous mettons à jour la loi de la réduction du contraste, un concept clé de la théorie de la visibilité, et nous développons un nouveau modèle théorique pour interpréter la ZSD. Contrairement au modèle classique qui s’appuie fortement sur le coefficient d’atténuation du faisceau, le nouveau modèle s’appuie uniquement sur le coefficient d’atténuation diffuse à une longueur d’onde correspondant à la transparence maximale pour de telles interprétations. Ce modèle est ensuite validé à l’aide d’un grand ensemble de données (N = 338) de mesures indépendantes couvrant les eaux océaniques, côtières et lacustres. Les résultats montrent une excellente concordance (~ 18 % de différence absolue moyenne, R2 = 0,96) entre les ZSD mesurées et prédites théoriquement, allant de < 1 m à > 30 m, sans réglage régional d’aucun paramètre du modèle. Cette étude fournit une vue plus généralisée de la télémétrie visuelle, et le modèle mécaniste devrait améliorer considérablement la capacité actuelle de surveillance de la transparence de l’eau des environnements aquatiques mondiaux par télédétection par satellite.

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