全球海洋浮游植物固碳参数数据集

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基本信息

生产单位 自然资源部第二海洋研究所
数据类型 遥感
数据集缩写 CHL; SDD; NPP; POC
时间范围 CHL(1978-1986; 1997-2019)
SDD(1998-2019)
NPP(1981-1986; 1997-2019)
POC(1998-2019)
产品等级 L3B
区域范围 全球
空间分辨率 4km
时间分辨率 8天/月
参考坐标系
等经纬度投影
 

可视化入口

数据集介绍

       海洋叶绿素(Chla):指海水中叶绿素a的质量浓度,可以表征海洋生态系统中的浮游植物生物量。浮游植物通过光合作用将大气二氧化碳转化为有机碳,每年在全球范围内可循环大约50 GT的碳。叶绿素a浓度已被全球气候观测系统确认为基本气候变量(GCOS, 2011),需要在全球范围内以高时间和空间分辨率监测其长时间序列变化,以了解和预测生态系统如何响应气候变化。 本研究以构建准确的叶绿素趋势变化信息为目标,采用了一种新的多星融合算法,尽可能消除遥感器之间的系统偏差,将来自不同卫星遥感器的数据无缝连接起来,以生成一个连续一致的时间序列。研究收集了全部主流的水色遥感器数据,包括CZCS、SeaWiFS、MERIS、MODIS/Aqua、VIIRS/SNPP和OLCI(Sentinel-3A)等的L3级叶绿素数据,生产了1978-1986年,1997-2020年,空间分辨率4 km的8天平均和月平均Chla长时序趋势变化融合产品数据集。叶绿素浓度单位为μg·L-1
        海水透明度(SDD):水体透明度直接反映了光在水体中的传输能力,其变化与水体物质组分及浓度密切相关,是表征水体生态环境的重要基础参数。在实际操测量中,透明度通常利用30cm白色圆盘(Secchi盘)进行测量,即在背光处,将透明度盘沉入水中到肉眼刚看不见的深度,然后再提到隐约可见时,此时的深度即为海水透明度值,单位为米(m)。 该算法通过水体辐射传输理论和水下物体能见度理论推导,课题组建立了海水透明度与水体固有、表观光学量的半解析模型。在此基础上,我们利用CCI遥感产品(443 nm遥感反射率、水体总吸收系数和总后向散射系数),反演获得了全球海水透明度产品。相比于传统的海水透明度遥感反演模型(仅决定于固有光学量或表观光学量),本算法模型同时考虑了固有光学量和表观光学量对透明度的调制作用,具有适用于全球不同水体类型的优势。 全球海表盐度8天平均、月平均遥感数据集提供全球海洋透明度遥感产品。时间跨度为1998-2019年,空间分辨率为4 km,时间分辨率为8天平均。
       海洋初级生产力(NPP):指海水中浮游植物通过光合作用合成有机碳的能力,一般定义为单位时间、单位面积水柱内浮游植物净合成的有机碳质量(mg C‧m-2‧day-1)。 该算法使用Behrenfeld et al.(1997)的VGPM模型计算获得全球海洋初级生产力产品。为了提高在边缘海浑浊水体的反演精度,将VGPM中基于叶绿素浓度的真光层深度参数,替换为He et al.(2017)透明度模型计算的真光层深度。该产品利用CCI遥感产品(443nm遥感反射率、水体总吸收系数、总后向散射系数和叶绿素浓度)、AVHRR的多源融合海表温度(SST)产品和SeaWiFS、MODIS的海表光合有效辐射(PAR)产品,反演获得了1997-2019年的全球海洋初级生产力产品。此外,基于第一颗水色遥感器CZCS 1981-1986年的叶绿素浓度数据,结合模式海面下行漫射光场强度数据集,生产制作了1981-1986年全球海洋初级生产力遥感产品,拓展了数据集的时间范围。 全球海洋初级生产力月平均遥感数据集提供全球海洋初级生产力遥感产品。时间跨度为1981-1986和1997-2019年,空间分辨率为4 km,时间分辨率为月平均。
       海洋颗粒有机碳浓度(POC):指单位体积海水中的颗粒有机碳浓度,是表征海水有机碳储存现状及能力的基础参数(mg ‧ m-3)。 本算法使用如下公式,计算获得海表颗粒有机碳浓度遥感产品: POC= 0.0089 × H2 - 6.256 × H + 1128.8 H= 777.79+22.43 × ln(adg443)+36.33 × ln(bbp665) ,其中POC为海表POC浓度(mg ‧ m-3),adg443和 bbp665分别表示443nm波段的碎屑及溶解有机物吸收系数(m-1)和665nm处的颗粒后向散射系数(m-1)。 全球海洋颗粒有机碳浓度8天平均、月平均遥感数据集(1998-2019年),提供全球海洋表层颗粒有机碳浓度遥感产品。时间跨度为1998-2019年,空间分辨率为4 km,时间分辨率为8天平均、月平均。
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数据命名

SIO_SAT_GOCF_YYYYMMDDTOYYYYMMDD_L3B_GLOBAL_4KM_CHL_YU2021
SIO_SAT_GOCF_YYYYMMDDTOYYYYMMDD_L3B_GLOBAL_4KM_SDD_HE2017
SIO_SAT_GOCF_YYYYMMDDTOYYYYMMDD_L3B_GLOBAL_4KM_NPP_HE2021
SIO_SAT_GOCF_YYYYMMDDTOYYYYMMDD_L3B_GLOBAL_4KM_POC _LI2021
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数据集网址

该数据集可在国家地球系统科学数据中心开放下载使用
(http://www.geodata.cn/thematicView/modislly.html?guid2=10341724097961)
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数据集引用

[1] He,X., Bai, Y., Pan, D., Chen, C.-T.A., Cheng, Q., Wang, D., Gong, F. (2013) Satellite views of the seasonal and interannual variability of phytoplankton blooms in the eastern China seas over the past 14 yr (1998–2011). Biogeosciences, 10 (7): 4721-4739.
[2] Bai, Y., He, X., Yu, S., Chen , C.T.A. (2018) Changes in the Ecological Environment of the Marginal Seas along the Eurasian Continent from 2003 to 2014[J]. Sustainability,  10(3): 635.
[3] Xianqiang He, Delu Pan, Yan Bai, Tianyu Wang, Chen-Tung Arthur Chen, Qiankun Zhu, Zengzhou Hao, Fang Gong. Recent changes of global ocean transparency observed by SeaWiFS. Continental Shelf Research, 143: 159-166, 2017.
[4] Bai, Y., He, X., Yu, S., Chen , C.T.A. (2018) Changes in the Ecological Environment of the Marginal Seas along the Eurasian Continent from 2003 to 2014[J]. Sustainability, 10(3): 635.
[5] Li,T., Bai,Y., He, X., Chen, X., Chen, C.T.A., Tao, B., Pan, D., Zhang X. (2018) The relationship between POC export efficiency and primary production: opposite on the shelf and basin of the northern South China Sea. Sustainability, 10(10): 3635.
[6] Li, T., Bai, Y., He, X., Xie, Y., Chen, X., Gong, F., Pan, D. (2018) Satellite-Based Estimation of Particulate Organic Carbon Export in the Northern South China Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans, 123(11): 8227-8246.
[7] Song, X., Bai, Y., Cai, W.J., Chen, C.T.A., Pan, D., He, X., Zhu, Q. (2017) Remote sensing of sea surface pCO2 in the Bering sea in summer based on a mechanistic semi-analytical algorithm (MeSAA). Remote Sensing, 8(7): 558.
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