Monitoreo mediante teledetección de carbono orgánico: aportando datos importantes para la investigación del clima marino.

Actualmente, el ciclo del carbono marino desempeña un papel crucial en la regulación del cambio climático global bajo la influencia del CO2 y ha sido un tema de gran interés en la investigación internacional. Los estudios demuestran que aproximadamente la mitad del CO2 emitido a la atmósfera por los seres humanos cada año es absorbido por el océano y convertido en carbono orgánico particulado (COP) mediante la fotosíntesis del fitoplancton, que posteriormente se fija por sedimentación. El COP es materia orgánica particulada producida por el metabolismo de los organismos marinos, la resuspensión de sedimentos y los aportes terrestres, incluyendo células de fitoplancton, bacterias y detritos orgánicos, y constituye la principal forma de secuestro y migración de carbono fuera del agua de mar. El carbono orgánico particulado marino (COP) es de gran importancia para el ciclo del carbono marino y la regulación del cambio climático global bajo la influencia del CO2.

Monitoreo remoto del carbono orgánico marino

En la investigación del ciclo del carbono marino, la tecnología de teledetección es un método crucial para obtener información sobre el carbono orgánico particulado (COP) del agua de mar. El monitoreo de COP mediante teledetección y el modelado espacial se han convertido en temas científicos de gran interés en el ámbito marino. Los satélites de color del océano permiten monitorear la biomasa del fitoplancton marino global y la productividad primaria. La concentración de clorofila y la concentración de COP en la superficie del mar, que son concentraciones de cuerpos de agua con respuesta espectral, son productos habituales del análisis del color del océano. Gracias a la mejora continua de las especificaciones de los espectrómetros de imágenes, las resoluciones espaciales, temporales y espectrales de los satélites de color del océano han aumentado significativamente, lo que proporciona un mejor soporte técnico para la inversión de teledetección.

Algoritmo de inversión de teledetección de carbono orgánico marino

Actualmente, los principales parámetros de calidad del agua que se pueden obtener mediante la teledetección del color del agua incluyen la clorofila, los sedimentos en suspensión y la materia orgánica soluble coloreada. Entre estos, algunos procesos biogeoquímicos del carbono orgánico particulado (COP) lo vinculan con la clorofila, la materia en suspensión y otras sustancias, así como con magnitudes ópticas inherentes como el coeficiente de atenuación de la luz y el coeficiente de retrodispersión de la materia particulada. Esta información sirve de base para la teledetección óptica, lo que permite la inversión de datos de COP mediante teledetección.Existen dos tipos de algoritmos de inversión para teledetección en el punto de atención (POC): uno es un algoritmo empírico basado en cantidades ópticas aparentes, y el otro es un algoritmo de semianálisis basado en cantidades ópticas inherentes.  

CAS Xi'an Optics & Aerospace - Inversión de carbono orgánico marino

A partir del conjunto de datos de POC obtenidos mediante teledetección, se pueden analizar los patrones de variación espaciotemporal de la concentración de POC en el Mar del Sur de mi país.Como se puede observar en el gráfico de inversión, los valores de POC son relativamente altos a lo largo de la costa del Mar de China Meridional, especialmente cerca del Estrecho de Taiwán y el Mar de Qionghai.  

Los resultados de una evaluación exhaustiva mediante teledetección de los parámetros del carbono marino indican que, a medida que aumenta rápidamente la presión parcial de CO2 atmosférico, la pCO2 del agua de mar también aumenta, pero a un ritmo menor que el del CO2 atmosférico.Por lo tanto, el sumidero global de carbono oceánico ha mostrado una tendencia creciente año tras año, pero las diferentes zonas marinas también presentan características regionales significativas.En el contexto del cambio global, la respuesta de las bombas biológicas marinas es sumamente compleja. A pesar del descenso significativo de la concentración de clorofila y la productividad primaria en la mayoría de las zonas marinas durante los últimos 20 años, la disminución de la producción de carbono orgánico particulado no ha mostrado una tendencia significativa, lo que indica una disociación entre la producción primaria y la producción vertical.

Actualmente, la teledetección del carbono orgánico particulado (COP) se ha convertido en una herramienta importante para su estudio en el océano. Establecer un modelo de monitorización por teledetección es crucial para lograr una monitorización precisa del COP. La investigación exhaustiva del mecanismo de teledetección óptica del COP puede mejorar nuestra comprensión de sus características ópticas en diferentes zonas marinas. El desarrollo de un sistema de observación marina tridimensional que combine la distribución superficial y vertical del COP representa la tendencia futura en la monitorización por teledetección del carbono orgánico particulado.