Possibility of using the SBE profilometer data for calibration of satellite data on concentration of chlorophyll a in the Japan Sea

Chlorophyll a (Chl) concentration in the upper 100 m layer of the northwestern Japan Sea is measured both by fluorimeter Wetlabs mounted on oceanographic sonde-profilometer SBE 911 and by standard spectrophotometric method in the 1^st Russian-Chinese survey in the autumn of 2010. Biomass and species composition of phytoplankton at the seas surface are determined in the same time. For the whole area of measurements, the data on Chl defined by two methods correlate weakly (R² = 0.22). However, after dividing the investigated area onto five local areas taking into account oceanographic patterns and satellite data on Chl concentration (8-day composite images), the correlation becomes higher for any local area (R² from 0.57 to 0.91). Inclination of regression between the data measured by two methods (ratio fluorescence : concentration) varies between the areas, as well - from 0.76 above the continental slope of middle Primorye to 1.70 at Kito-Yamato Bank. This variability is reasoned by variations of both oceanographic conditions and species composition of phytoplankton. Instability of Chl fluorescent ability should be considered when satellite data on Chl concentration are used.

microalga, chlorophyll, phytoplankton biomass, regression model, satellite data

1. Белоненко Т.В., Захарчук Е.А., Колдунов А.В. и др. Опыт использования спутниковой информации для оценки и прогноза биологической и промысловой продуктивности различных районов Мирового океана // Вопр. промысл. океанол. - 2010. - Вып. 7, № 1. - С. 206-226.

2. Бурлакова З.П., Шемшура В.Е., Чмыр В.Д. Взаимосвязь между первичной продукцией, хлорофиллом «а» и относительной прозрачностью морских вод // Экол. моря. - 1988. - Т. 30. - С. 6-8.

3. Ведерников В.И., Коновалов Б.В., Кобленц-Мишке О.И. Результаты применения спектрофотометрического метода определения феофитина-a в пробах морской воды // Тр. ИОАН СССР. - 1973. - Т. 95. - С. 138-146.

4. Ветров А.А. Хлорофилл, первичная продукция и потоки органического углерода в Карском море // Океанол. - 2008. - Т. 48, № 1. - С. 38-47.

5. Диденко Ю.Т., Аникиев В.В., Ильичев В.И. и др. Исследование влияния ультразвуковой кавитации на монокультуры водорослей методом замедленной флуоресценции // Биофизика. - 1985. - Т. 30, № 1. - С. 103-106.

6. Звалинский В.И., Лобанов В.Б., Захарков С.П., Тищенко П.Я. Хлорофилл, замедленная флуоресценция и первичная продукция в северо-западной части Японского моря осенью 2000 г. // Океанол. - 2006. - Т. 46, № 1. - С. 135-145.

7. Кобленц-Мишке О.И. Экстрактный и безэкстрактный методы определения фотосинтетических пигментов в пробе // Современные методы количественной оценки распределения морского планктона. - М. : Наука, 1983. - С. 114-125.

8. Коновалова Г.В. Сезонная характеристика фитопланктона в Амурском заливе Японского моря // Океанол. - 1972. - Т. 12, № 1. - С. 123-128.

9. Коновалова Г.В. Структура планктонного фитоценоза залива Восток Японского моря // Биол. моря. - 1984. - № 1. - С. 13-23.

10. Копелевич О.В., Буренков В.И., Шеберстов С.В. Разработка и использование региональных алгоритмов для расчета биооптических характеристик морей России по данным спутниковых сканеров цвета // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса : сб. науч. статей. - М. : Азбука-2000, 2006. - Т. 2, вып. 3. - С. 99-105.

11. Копелевич О.В., Лаппо С.С. Использование спутниковых данных для исследования морей и океанов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса : сб. науч. статей. - М. : Полиграфсервис, 2005. - Т. 2, № 1. - С. 30-39.

12. Кудрявцева Е.А., Пименов Н.В., Александров С.В., Кудрявцев В.М. Первичная продукция и хлорофилл в юго-восточной части Балтийского моря в 2003-2007 гг. // Океанол. - 2011. - Т. 51, № 1. - С. 33-41.

13. Маторин Д.Н., Рубин А.Б. Флуоресценции хлорофилла высших растений и водорослей : монография. - Ижевск ; М. : Ижевский иститут комьютерных исследований, 2012. - 256 с.

14. Нестерова Д.А., Василенко Л.С. Размерная характеристика массовых видов фитопланктона западной части Чёрного моря // Гидробиол. журн. - 1986. - Т. 22, № 3. - С. 16-21.

15. Пат. № 2460770 С1 РФ Способ мониторинга распределения диатомовых микроводорослей в Японском море / С.П. Захарков, Т.Н. Гордейчук. - Заявлено 02.02.2011; опубл. 10.09.2012. - Бюл. № 25.

16. Прошкина-Лавренко А.И., Макарова И.В. Водоросли планктона Каспийского моря : монография. - Л. : Наука, 1968. - 295 с.

17. Салюк П.А., Стёпочкин И.Е., Голик И.А. и др. Разработка эмпирических алгоритмов восстановления концентрации хлорофилла-а и окрашенных растворенных органических веществ для Дальневосточных морей из дистанционных данных по цвету водной поверхности // Исследование Земли из космоса. - 2013. - № 3. - С. 45-57.

18. Штрайхерт Е.А., Захарков С.П., Дьяков С.Е. Коррекция спутниковых оценок на основе судовых измерений концентрации хлорофилла-А для Японского моря // Исследование Земли из космоса. - 2006. - № 6. - С. 72-82.

19. Шушкина Э.А., Виноградов М.Е., Гагарин В.И. и др. Оценка продуктивности, скорости обмена, трофодинамики, а также запасов планктонных организмов в разнопродуктивных районах океана на основании спутниковых и экспедиционных наблюдений // Информ. бюл. РФФИ. - 1997. - Т. 5, № 4. - С. 278.

20. Юнёв О.А. Эвтрофикация и годовая первичная продукция фитопланктона глубоководной части Чёрного моря // Океанол. - 2011. - Т. 51, № 4. - С. 658-668.

21. Alvain S., Moulin C., Dandonneau Y., Breron F.M. Remote sensing of phytoplankton groups in case 1 waters from global SeaWiFS imagery // Deep-Sea Res. I. - 2005. - Vol. 52. - P. 1989-2004.

22. Dinet M.J. Atlas du phytoplancton marin. Vol. 5. Chlorarachniophycees, Chlorophycees, Chrysophycees, Cryptophycees, Eyglenophycees, Eustigmatophycees, Prasinophycees, Prymnesiophycees, Rhodophyceees et Tribophycees. - Paris : Centre National de la Recherche Scientifique, 1990. - P. 261.

23. Machado I., Barreiro M., Calliari D. Variability of chlorophyll-a in the Southwestern Atlantic from satellite images: Seasonal cycle and ENSO influences // Continental Shelf Research. - 2013. - Vol. 53. - P. 102-109.

24. Parke M., Dixon P.S. Check list British marine algae third revision // J. Mar. Biol. Assoc. U. K. - 1976. - Vol. 56, № 3. - P. 527-594.

25. Pilgrim D.A. Measurement and estimation of the extinction coefficient in turbid estuarine waters // Continental Shelf Res. - 1987. - Vol. 7. - P. 1425-1428.

26. Platt T., Sathyendranath S. Oceanic primary production estimation by remote-sensing at local and regional scales // Science. - 1988. - Vol. 241. - P. 1613-1620.

27. Pung-Guk J., Tong S.L., Jung-Hoon K., Kyoungsoon S. The influence of thermohaline fronts on chlorophyll a concentrations during spring and summer in the southeastern Yellow Sea // Acta Oceanol. Sin. - 2013. - Vol. 32, № 9. - P. 82-90.

28. Rueda-Roa D.T., Muller-Karger F.E. The southern Caribbean upwelling system: Sea surface temperature, wind forcing and chlorophyll concentration patterns // Deep-Sea Res. I. - 2013. - Vol. 78. - P. 102-114.

29. Sournia A. Atlas du phytoplankton marin. Vol. 1. Introduction, Cyanophycees, Dictyochaphycees et Raphydophycees. - Paris : Centre national de la Recherche Scientifique, 1986. - 219 р.

30. Vantrepotte V., Me´ lin F. Inter-annual variations in the SeaWiFS global chlorophyll a concentration (1997-2007) // Deep-Sea Res. I. - 2011. - Vol. 58. - P. 429-441.

31. Yoshikazu S., Kelvin J.R., Akio I., Hideharu S. Spatial and temporal variabilities of the chlorophyll distribution in the northeastern tropical Pacific: The impact of physical processes on seasonal and interannual time scales // Journ. of Marine Systems. - 2012. - Vol. 96-97. - P. 24-31.