Цветной сканер в прибрежной зоне (CZCS) было сканирования многоканального радиометра на борту Нимбус 7 спутника, преимущественно предназначены для воды дистанционного зондирования . Nimbus 7 был спущен на воду 24 октября 1978 года, а CZCS - 2 ноября 1978 года. Он был рассчитан на работу только в течение одного года (в качестве подтверждения концепции), но фактически оставался в эксплуатации до 22 июня 1986 года. Плата Nimbus 7 была ограничена чередованием дней, так как она делила свою мощность с пассивным микроволновым сканирующим многоканальным микроволновым радиометром .
CZCS измерял отраженную солнечную энергию по шести каналам с разрешением 800 метров. Эти измерения использовались для составления карты концентрации хлорофилла в воде, распределения наносов , солености и температуры прибрежных вод и океанских течений . CZCS заложил основу для последующих спутниковых датчиков цвета океана и стал краеугольным камнем для международных усилий по пониманию роли океана в углеродном цикле .
Цвет океана
Самым значительным продуктом CZCS была коллекция так называемых цветных изображений океана . «Цвет» океана на изображениях CZCS определяется веществами в воде, особенно фитопланктоном (микроскопические, свободно плавающие фотосинтезирующие организмы), а также неорганическими частицами.
Поскольку данные о цвете океана связаны с присутствием фитопланктона и твердых частиц, их можно использовать для расчета концентраций материала в поверхностных водах и уровня биологической активности; по мере увеличения концентрации фитопланктона цвет океана меняется с синего на зеленый (обратите внимание, что большинство изображений CZCS имеют ложный цвет , поэтому высокие уровни фитопланктона выглядят как красный или оранжевый). Спутниковые наблюдения за цветом океана дают глобальную картину жизни в Мировом океане, поскольку фитопланктон является основой подавляющего большинства океанических пищевых цепей . Записывая изображения в течение нескольких лет, ученые также лучше понимали, как биомасса фитопланктона изменяется с течением времени; например, красные приливные цветы можно было наблюдать, когда они росли. Измерения цвета океана также представляют интерес, потому что фитопланктон удаляет углекислый газ из морской воды во время фотосинтеза и, таким образом, составляет важную часть глобального углеродного цикла.
Необработанные данные со сканера передавались со средней скоростью 800 кбит / с на наземную станцию , где они сохранялись на магнитной ленте. Затем записи были отправлены в Отдел обработки изображений Центра космических полетов Годдарда . Обработанные данные были заархивированы в Годдарде и доступны ученым по всему миру. Первоначально данные хранились на 38000 девятидорожечных магнитных лентах, а позже были перенесены на оптический диск. Архив был одним из первых экземпляров системы, которая обеспечивала визуальный предварительный просмотр («просмотр») изображений, что помогало упорядочивать данные. Это стало моделью, которой позже будут следовать распределенные центры активного архива Системы наблюдений за Землей .
Датчик с широким полем обзора для обзора моря ( SeaWiFS ) был продолжением CZCS, запущенного в 1997 году. В настоящее время прибор MODIS / Aqua предоставляет данные о цвете океана.
Технические подробности
CZCS инструмент был изготовлен Ball Aerospace & Technologies Corp. .
Отраженная солнечная энергия измерялась по шести каналам для определения цвета, вызванного поглощением хлорофиллом, отложениями и гельбстоффе в прибрежных водах. В CZCS использовалось вращающееся плоское зеркало под углом 45 градусов к оптической оси телескопа Кассегрена . Зеркало сканировало 360 градусов, но для измерения цвета океана были собраны только 80 градусов данных с центром в надире . В течение оставшейся части сканирования прибор просматривал глубокий космос и калибровочные источники. Поступающее излучение собиралось телескопом и разделялось дихроичным светоделителем на два потока . Один поток передавался на полевой упор, который также являлся входной апертурой небольшого полихроматора . Излучение, входящее в полихроматор, разделялось и повторно отображалось в пяти длинах волн на пяти кремниевых детекторах в фокальной плоскости полихроматора. Другой поток направлялся на охлаждаемый детектор теллурида кадмия ртути в тепловой области (10,5–12,5 мкм). Для охлаждения теплового детектора использовался радиационный охладитель . Чтобы избежать солнечного блика, зеркало сканера по команде было наклонено вокруг оси шага датчика, так что линия визирования датчика перемещалась с шагом 2 градуса до 20 градусов по отношению к надиру. Спектральные полосы 0,443 и 0,670 мкм сосредоточены на наиболее интенсивных полосах поглощения хлорофилла, в то время как полоса 0,550 мкм сосредоточена в «точке шарнира», длине волны минимального поглощения. Было показано, что отношения измеренных энергий в этих каналах близко параллельны поверхностным концентрациям хлорофилла. Данные сканирующего радиометра были обработаны с помощью алгоритмов, разработанных на основе данных полевых экспериментов, для создания карт поглощения хлорофилла. В температура прибрежных вод и океанских течений были измерены в спектральной полосе с центром в точке 11,5 мкм. Наблюдения проводились также в двух других спектральных диапазонах: 0,520 мкм для корреляции хлорофилла и 0,750 мкм для поверхностной растительности. Ширина сканирования составляла 1556 км в центре надира, а разрешение на местности - 0,825 км в надире.
Рекомендации
- Центр данных и информационных услуг Годдарда (14 февраля 2006 г.). «Обзор» . Поддержка данных о цвете океана . НАСА. Архивировано из оригинала 18 июня 2006 года . Проверено 27 июня 2006 года .
- Национальный центр данных по космическим наукам (20 октября 2005 г.). "Цветной сканер прибрежной зоны" . НАСА . Проверено 14 февраля 2008 года .