Pemantauan karbon organik dengan penginderaan jauh—menyediakan data penting untuk penelitian iklim kelautan.

Saat ini, siklus karbon laut memainkan peran penting dalam mengatur perubahan iklim global di bawah pengaruh CO2 dan telah menjadi topik hangat penelitian internasional. Studi menunjukkan bahwa sekitar setengah dari CO2 yang dilepaskan ke atmosfer oleh manusia setiap tahun diserap oleh lautan dan diubah menjadi karbon organik partikulat (POC) melalui fotosintesis fitoplankton, yang kemudian diikat oleh sedimentasi. POC adalah materi partikulat organik yang dihasilkan oleh metabolisme organisme laut, suspensi ulang sedimen, dan masukan terestrial, termasuk sel fitoplankton, bakteri, dan puing-puing organik, dan merupakan bentuk utama penyerapan dan migrasi karbon keluar dari air laut. Karbon organik partikulat laut (POC) sangat penting bagi siklus karbon laut dan pengaturan perubahan iklim global di bawah pengaruh CO2.

Pemantauan penginderaan jauh karbon organik laut

Dalam penelitian siklus karbon laut, teknologi penginderaan jauh merupakan metode penting untuk memperoleh informasi karbon organik partikulat (POC) air laut. Pemantauan penginderaan jauh POC dan pemodelan spasial telah menjadi isu ilmiah yang hangat di bidang kelautan. Satelit warna laut dapat memantau biomassa fitoplankton laut global dan produktivitas primer. Konsentrasi klorofil dan konsentrasi karbon organik partikulat (POC) permukaan laut, yang merupakan konsentrasi badan air yang responsif secara spektral, adalah produk rutin dari analisis warna laut. Dengan peningkatan berkelanjutan spesifikasi spektrometer pencitraan, resolusi spasial, temporal, dan spektral satelit warna laut telah meningkat secara signifikan, memberikan dukungan teknis yang lebih baik untuk inversi penginderaan jauh.

Algoritma inversi penginderaan jauh karbon organik laut

Saat ini, parameter kualitas air utama yang dapat diperoleh melalui penginderaan jauh warna air meliputi klorofil, sedimen tersuspensi, dan materi organik terlarut berwarna. Di antara parameter-parameter tersebut, beberapa proses biogeokimia POC (Particulate Organic Carbon) mengaitkannya dengan klorofil, materi tersuspensi, dan zat-zat lainnya, serta besaran optik intrinsik seperti koefisien atenuasi cahaya dan koefisien hamburan balik materi partikulat. Informasi ini berfungsi sebagai dasar untuk penginderaan jauh optik, yang memungkinkan inversi penginderaan jauh POC.Terdapat dua jenis algoritma inversi penginderaan jauh POC: satu adalah algoritma empiris berdasarkan besaran optik tampak, dan yang lainnya adalah algoritma semi-analisis berdasarkan besaran optik intrinsik.  

CAS Xi'an Optics & Aerospace - Inversi Karbon Organik Laut

Berdasarkan dataset POC yang diperoleh dari data penginderaan jauh, pola variasi spasial dan temporal konsentrasi POC di Laut Selatan negara saya dapat dianalisis.Seperti yang terlihat pada grafik inversi, nilai POC relatif tinggi di sepanjang pantai Laut Cina Selatan, terutama di dekat Selat Taiwan dan Laut Qionghai.  

Hasil dari penilaian penginderaan jauh komprehensif terhadap parameter karbon laut menunjukkan bahwa ketika tekanan parsial CO2 atmosfer meningkat dengan cepat, pCO2 air laut juga meningkat, tetapi dengan laju yang lebih rendah daripada CO2 atmosfer.Oleh karena itu, penyerapan karbon laut global menunjukkan tren peningkatan dari tahun ke tahun, tetapi wilayah laut yang berbeda juga memiliki karakteristik regional yang signifikan.Dalam konteks perubahan global, respons pompa biologis laut sangat kompleks. Meskipun terjadi penurunan signifikan konsentrasi klorofil dan produktivitas primer di sebagian besar wilayah laut selama 20 tahun terakhir, keluaran karbon organik partikulat ke bawah tidak menunjukkan tren yang signifikan, yang mengindikasikan perubahan yang tidak selaras antara produksi primer dan keluaran vertikal.

Saat ini, penginderaan jauh karbon organik partikulat (POC) telah menjadi alat penting untuk mempelajari POC di lautan. Membangun model pemantauan penginderaan jauh sangat penting untuk mencapai pemantauan penginderaan jauh POC yang akurat. Penelitian mendalam tentang mekanisme penginderaan jauh optik POC dapat meningkatkan pemahaman kita tentang karakteristik optik POC di berbagai wilayah laut. Membangun sistem pengamatan laut tiga dimensi yang menggabungkan distribusi permukaan dan vertikal POC merupakan tren masa depan pemantauan penginderaan jauh karbon organik partikulat.