Profondità del disco di Secchi: Una nuova teoria e un modello meccanicistico per la visibilità subacquea

La profondità del disco di Secchi (ZSD) è una misura della trasparenza dell’acqua, la cui interpretazione ha ampie applicazioni dalla visibilità subacquea agli studi sul cambiamento climatico. Questa trasparenza è stata spiegata negli ultimi 60+ anni con la teoria della visibilità subacquea, il ramo della teoria generale della visibilità per lo spostamento visivo in acqua. Tuttavia, attraverso una revisione approfondita dei processi fisici coinvolti nella visibilità in acqua, dimostriamo che questa teoria potrebbe non rappresentare esattamente l’avvistamento di un disco di Secchi da parte di un occhio umano. Inoltre, aggiorniamo la legge della riduzione del contrasto, un concetto chiave nella teoria della visibilità, e sviluppiamo un nuovo modello teorico per interpretare lo ZSD. A differenza del modello classico che si basa fortemente sul coefficiente di attenuazione del fascio, il nuovo modello si basa solo sul coefficiente di attenuazione diffusa ad una lunghezza d’onda corrispondente alla massima trasparenza per tali interpretazioni. Questo modello è successivamente convalidato utilizzando un grande (N = 338) set di dati di misure indipendenti che coprono le acque oceaniche, costiere e lacustri, con risultati che mostrano un eccellente accordo (~ 18% di differenza media assoluta, R2 = 0.96) tra ZSD misurato e teoricamente previsto che vanno da < 1 m a > 30 m senza sintonizzazione regionale di qualsiasi parametro del modello. Questo studio fornisce una visione più generalizzata del visual ranging, e il modello meccanicistico dovrebbe migliorare significativamente l’attuale capacità di monitoraggio della trasparenza dell’acqua degli ambienti acquatici globali tramite telerilevamento satellitare.

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