Тема 2 Лист как орган фотосинтеза

Раздел 3 Фотосинтез

Сильно мутные воды с большим количеством осадка могут отражать только инфракрасное излучение ближнего диапазона. При этом доля инфракрасного излучения в проникающем световом потоке настолько сильно уменьшается, что в сильно загрязненной минеральными (и неминеральными) примесями воде, вероятно, только верхний 5-см слой может формировать спектральный сигнал, как, например, на изображениях, полученных со спутников «Лэндсат» в каналах 6 и 7.

В тепловом инфракрасном диапазоне (8-14 мкм) поведение воды аналогично поведению абсолютно черного тела, которое поглощает всю энергию падающего на него потока излучения и выделяет ее в зависимости от собственной температуры. Здесь, в температурном диапазоне инфракрасного излучения, излучательная способность воды наиболее сильна.

Сканерные съемки или радиометрические измерения с самолетов и спутников регистрируют в интервале 8-14 мкм только эмиттерное излучение воды, интенсивность которого зависит от ее температуры. Эта связь между испускаемым излучением и температурой воды используется в дистанционном зондировании для определения температуры рек, озер, прибрежных и открытых вод океанов.

Поверхностный слой воды отличается по температуре на 0,5-1° К, а может достигать 1-2° К. Здесь большую роль игра­ют процессы теплообмена вода-воздух. Они резко усиливают­ся при волнениях, при ветре (волны-площадь-перемешивание).

От движущихся предметов (судов, подводных лодок, тече­ний, газов) возникают турбулентные движения воды, что даёт устойчивый инфракрасный след. Современные измерительные приборы в ИК-диапазоне позволяют различать температур­ный контраст воды в 0,05° К и менее. В связи с этим отчет­ливо проявляются сбрасываемые в водоемы и реки нагретые теплые воды (промышленные стоки предприятий, канализаци­онные стоки и др.). По результатам исследований оказывает­ся возможным определить их температуру и общее количе­ство. А также можно контролировать состояние подводных нефте- и газопроводов.

Рис. 42. Разница в серых тонах изображения показывает глубину воды и акватории чистой и мутной воды (Фото WIZD Heerbrugg, CH.)

Из результатов изучения вод устья Эльбы [58] следует, что дистанционное зондирование близповерхностных слоев воды невозможно без точного знания вида, области концентрации примесей, их распределения по составу и количеству в толще воды и оптических коэффициентов каждой из них.

На примере обработки сканерных изображений Гельголандской бухты в эстуарии Эльбы (каналы 5 и 4, соответственно 0,5-0,6 и 0,6-0,7 мкм), полученных со спутника «Лэндсат-2», была показана возможность изучения твердого стока, или мутьевой взвеси [59]. Но так как во время полета не были проведены подспутниковые измерения с судна, о виде взвеси в ее водах нет информации. Есть доказательства, что оптическая плотность и соответственно разница оттенков (серого тона) на снимках с «Лэндсат» представляют фотообразы существующих полей взвеси, что следует из увеличения оптической плотности фотообразов Балтийского моря на разных снимках, которые соответственно передают постепенно уменьшающееся содержание взвеси.

Более детальные исследования показали, что получение количественной и качественной информации о примесях в воде и их концентрациях возможно по результатам многозонального сканирования. Для этого необходимо иметь данные о доле в регистрируемом приемником потоке излучения от границы вода-воздух, от дна моря и из атмосферы. Опытным путем было установлено, что на точность определения возвратного реактивного рассеяния можно установить высокие требования, такие же как требования на методы фильтрации и коррекции шумов от обоих типов источников: отражения Френеля на границе вода-воздух и рассеяния атмосферы [58]. Дёрффер сформулировал эти требования для решения проблем, возникающих при многозональном сканировании:

а) Для выбора методов обработки необходимо изучить в районе исследований следующие параметры:

- вид рассеивающей и поглощающей субстанций и их объединение в генетически единые группы;

- вариации их оптических коэффициентов в зависимости от величин концентрации;

- встречающиеся в районе исследований повышения концентрации;

- преобладающее вертикальное разделение от поверхности до оптической глубины kz = 2,3 (к – коэффициент ослабления для излучения, z – глубина в метрах).

б) Во время полета необходимо регистрировать для коррекций величину шумов:

- высоту Солнца;

- облачность (влияние геометрии общего потока солнечного излучения и потока отраженного излучения на граничных поверхностях облаков);

- аэрозольную составляющую (модификацию атмосферного излучения);

- ветер (модификации спектров наклона волн на поверхности, неодинаково действующие на геометрию проникающего в воду потока излучения).

в) При установке многозонального сканера следует добиваться, чтобы показатель отражения R(k) определялся как можно точнее, причем по мере возможности следует избегать:

- угла измерения, при котором фиксируется прямо отраженный солнечный свет;

- больших углов наблюдения, при которых велика доля отраженного диффузного излучения и длинен путь луча через атмосферу;

- неопределенных соотношений для излучения (совершается ли съемка при безоблачном небе или при сплошной облачности);

- высоких долей рассеянного излучения, которые уменьшают снижением высоты полета;

- при высотных полетах необходимо, кроме того, точное определение доли атмосферной дымки в сигнале [59].

1.Особенности анатомии и морфологии листа как органа фотосинтеза

2.Поглощение энергии света листьями

3.Строение пластид

4.Пигменты фотосинтеза