WALRUS高光谱浮标式辐射计测量方法

作者:glhong     时间：2012.2.15

WALRUS高光谱浮标式辐射计是HOBI Labs公司生产的表观光学特性测量仪器。该仪器采用浮标式设计，用户可根据需求安装辐射探头。由各种不同的探头组合，WALRUS可测量水体辐照度、辐亮度、遥感反射率、光合有效辐射等等参数。除此之外，WALRUS还可进行水体表观光学剖面测量。仪器倾角传感器和方位传感器监测仪器在测量中的倾斜角度以及太阳方位角。线状的承重使得仪器即使在海流中也不会出现横过来的情况。该仪器能很好的帮助客户解决水体表面和剖面上的辐射测量问题。

WALRUS的测量波长范围在350nm至850nm，波谱宽度为2.4nm，覆盖了整个可见光波段。在有需要时，也可将波长范围扩展为400nm至900nm以符合特殊测量需求。仪器内置数据存储单元，可以满足自容式测量的要求。仪器上安装的平衡传感器可以监测因海浪所造成的倾斜状况，加上旋转传感器，从而可计算得出太阳与传感器的相对方位角，以使测量角度符合海洋光学规范的要求。仪器探头的配置如下图所示：

可测量Lu+、Lu-、Ld、Es、Ed、Eu

光合有效强度PAR、辐照度比Eu/Ed、

离水辐亮度 Lw = Lu+ - r*Ld

遥感反射率 Rrs = Lw/Es

剖面上Lu(z)、Ld(z)、Eu(z)、Ed(z)

透光区漫衰减Kd

剖面辐射反射比Lu(z)/Ed(z)

浅水区底部反射率：Eu/Ed

剖面辐照度比：Eu(z)/Ed(z)

（Z为仪器所处水深）

WALRUS可进行水体表面和剖面上的辐射测量。一般建议在水深不大于10米时进行表面上的辐射光谱测量，而在水深大于10m的深水区则可以根据需要进行剖面辐射测量。在水体表面测量以及剖面测量的方案主要采用在仪器底部增加承重物的方法来实现。调查船停泊的时候在面向太阳的那一侧投放WALRUS，这样船的影子不会落在WALRUS上。WALRUS通过手动放入水中，使用绳缆系在船上。WALRUS下方的承重块，我们称之为平衡承重，在水体表面测量时可以保持WALRUS适当的平衡和浮力。第二个承重块，我们称之为剖面承重，为仪器附加稳定重量，在进行水体表面光谱测量的时候，平衡承重物随仪器入水，而剖面承重物则留在船上。仪器与船之间使用系绳连接，系绳尽量松弛，使仪器有足够的空间能够漂离调查船。

当表面测量完成要进行剖面测量时，将船上的剖面承重物缓缓投入水中，这样仪器在平衡承重物和剖面承重物的作用下，会慢慢下沉。下沉时保持系绳的长度，可在达到测量需要的深度时收紧系绳，然后将仪器拉回水面。或者当剖面承重物触及水底时，仪器悬浮在水中，再收紧系绳将仪器拉回水面。