Morska boja optyczna
Morska boja optyczna (MOBY) mierzy światło na powierzchni morza i bardzo blisko niej w określonym miejscu przez długi czas, służąc jako część systemu obserwacji kolorów oceanu . Satelity to kolejny element systemu, zapewniający globalny zasięg dzięki teledetekcji ; jednak satelity mierzą światło nad atmosferą ziemską, podlegając zakłóceniom ze strony samej atmosfery i innych źródeł światła. Morska boja optyczna pomaga złagodzić te zakłócenia, a tym samym poprawić jakość całego systemu obserwacji kolorów oceanu .
Opis fizyczny
MOBY to boja o wysokości 15 metrów, unosząca się pionowo w wodzie, około 3 metrów nad powierzchnią i 12 metrów pod nią. Kanister pływaka znajduje się na poziomie wody i ma około 2 metry wysokości i 1,5 metra średnicy nad wodą i 1 metr średnicy pod wodą. Nad kanistrem pływaka znajdują się cztery panele słoneczne i kolumna anteny. Z dna pojemnika pływaka środkowa kolumna schodzi do pojemnika na instrumenty o wysokości 2 metrów i średnicy 1 metra. Wzdłuż centralnej kolumny znajdują się trzy wystające ramiona o długości odpowiednio 3 m, 2,5 m i 2 m. Ramiona dystansowe można przesuwać w górę iw dół kolumny środkowej podczas konserwacji. Kolektory światła znajdują się na końcach wysięgników oraz na szczycie kolumny anteny. Kolumna antenowa zawiera Globalny system pozycjonowania (GPS), anteny bardzo wysokiej częstotliwości (VHF) i telefonii komórkowej. Komputery, komunikacja i elektronika sterująca zajmują zbiornik pływaka. Morski system optyczny (MOS), system zasilania i baterie zajmują pojemnik na instrumenty. MOS obejmuje spektrografy z detektorami urządzeń ze sprzężeniem ładunkowym (CCD), multiplekserem optycznym i światłowodowymi liniami czujników prowadzącymi do kolektorów światła.
MOBY ma linę do innej boi, która jest zacumowana do dna morskiego na głębokości około 1200 metrów. MOBY znajduje się na współrzędnych : , na zachód od Lanai , po zawietrznej z Wysp Hawajskich .
Funkcjonować
Światło ze Słońca przecina przestrzeń kosmiczną, wchodzi i podróżuje przez ziemską atmosferę , a następnie wchodzi do oceanów Ziemi. W atmosferze i oceanach światło to odbija się , załamuje i pochłania w cząsteczkach i innych obiektach. Część tego światła opuszcza wodę, aby ponownie podróżować przez atmosferę i w przestrzeń kosmiczną, niosąc kolor tego, w co uderzył .
Na powierzchni morza światło przechodzące przez atmosferę trafia do kolektora na szczycie kolumny anteny MOBY. Każde z trzech zanurzonych ramion dystansowych MOBY ma parę kolektorów światła: jeden na górze ramienia do zbierania światła poruszającego się w dół; i jeden pod ramieniem do zbierania poruszającego się w górę światła odbitego. Światło wpadające do kolektorów przechodzi przez światłowody i multiplekser optyczny do detektorów CCD i spektrografów. Spektrografy rejestrują sygnały świetlne, a komputer przechowuje dane pomiarowe. System łączności na pokładzie MOBY codziennie przesyła większość danych pomiarowych światła do operatorów na lądzie.
Jedna morska boja optyczna działa na wodzie, a druga w trakcie konserwacji na lądzie. Co 3 do 4 miesięcy zespół wymienia dwie boje. Zespół kalibruje każdy MOBY podczas konserwacji, zarówno przed rozłożeniem boi, jak i po jej odzyskaniu. Dodatkowo zespół co miesiąc odwiedza MOBY w wodzie, aby oczyścić kolektory światła z glonów, pąkli i innych organizmów; oraz do generowania niezależnych danych porównawczych przy użyciu przenośnych referencyjnych źródeł światła. Każdy MOBY ma również wewnętrzne referencyjne źródła światła do ciągłego, ale nie niezależnego porównania. Dane kalibracyjne MOBY śledzą do radiometryczne National Institute of Standards and Technology (NIST) bezpośrednio, w przeciwieństwie do stosowania standardów pośrednich.
Składka
MOBY generuje skalibrowane pomiary koloru oceanu na powierzchni morza od 1996 roku. MOBY służył jako główna kalibracja powierzchni morza dla czujników satelitarnych, takich jak czujnik szerokiego pola widzenia do obserwacji morza (SeWiFS) i spektroradiometr obrazujący o średniej rozdzielczości (MODIS). Firma MOBY przyczyniła się do kalibracji czujnika koloru i temperatury oceanu (OCTS), środowiskowego radiometru wykrywającego polaryzację ( POLDER ) oraz modułowego skanera optoelektronicznego (IRS1-MOS).
Długoterminowe czujniki na powierzchni morza, takie jak MOBY, pomagają poprawić jakość globalnego systemu obserwacji kolorów oceanów.
Dalsza lektura
- Brązowy, Steven; Flora, Stephanie; Feinholz, Michael; Yarbrough, Mark A.; Houlihan, Terrence; Peters, Darryl; Kim, Yong Sung; Mueller, James L.; Johnson, B. Carol; Clark, Dennis K.; i in. (2007), „Kalibracja radiometryczna morskiej boi optycznej (MOBY) i budżet niepewności dla zastępczej kalibracji czujnika satelitarnego koloru oceanu”, w: Meynart, Roland; Neck, Steven; Shimoda, Haruhisa; Habib, Shahid (red.), Proceedings of SPIE , Sensors, Systems, and Next-Generation Satellites XI, tom. 6744, Florencja, Włochy: SPIE (opublikowano 17.10.2007), s. 67441M, doi : 10.1117/12.737400 , S2CID 53073228 , 67441M (2007) , pobrano 27.11.2008 [ stały martwy link ]
- Eplee, R; Robinson, W; Schieber, B.; McClain, CR; Darzi, M.; i in. (10.07.1998), „Zastępcza kalibracja SeaWiFS” (PDF) , Geoscience and Remote Sensing Symposium Proceedings, 1998. IGARSS '98. 1998 IEEE International , tom. 5, Seattle, WA (opublikowane 2002-08-06), s. 2707–2709, doi : 10.1109 /IGARSS.1998.702325 , ISBN 978-0-7803-4403-7 , S2CID 62354795 , pobrane 2008-11-25
- Habauzit, Katarzyna; Brązowy, Steven; Lykke, Keith; Johnson, B. Carol; Feinholz, Michael E.; Yarbrough, Mark; Clark, Dennis K.; i in. (2003), „Charakterystyka radiometryczna i kalibracja bezwzględna morskiego układu optycznego (MOS) Bench Unit” , Journal of Atmospheric and Oceanic Technology (opublikowany w marcu 2003 r.), tom. 20, nie. 3, s. 383–391, Bibcode : 2003JAtOT..20..383H , doi : 10.1175/1520-0426(2003)020<0383:RCAACO>2.0.CO;2 , ISSN 1520-0426