SPEKTRAL LYSDÆMPNINGSMODEL FOR 2 GRØNLANDSKE FJORDE CIARÁN MURRAY 1,2, COLIN STEDMON 3, STIIG MARKAGER 1, THOMAS JUUL PEDERSEN 4, MIKAEL SEJR 1 1 AARHUS, INSTITUT FOR BIOSCIENCE 2 DHI 3 DTU-AQUA 4 GRØNLANDS KLIMAFORSKNINGSCENTER UNI VERSITET
DE 2 FJORDE maj 2011 juli-august 2011
LOKALE FORHOLD Salinitet Chl-a / SPIM GF YS
RELATION MELLEM ABSORPTION OG SPREDNING K d = 1 μ 0 a 2 + g 1 μ 0 g 2 ab 1 2 a, absorption [m-1] b, spredning µ 0 = funktion af solhøjden cosinus for den refrakterede lysstråle lige under overfladen g 1 g 2 er parametre (fra San Diego havn) vi har målt kd og a, vi kender µ 0 og kan estimere g 1 g 2 Så kan vi beregne b Kirk, J.T.O, 1994 5
ABSORPTION a Total = a w +a ph +a det +a CDOM a w vandets egen absorption a ph phytoplankton / Chl-a a det detritus a CDOM opløst organisk a water [m -1 ] 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength [nm]
CDOM ABSORPTION CDOM absorption [m -1 ] 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 Godthåbsfjord CDOM absorption [m -1 ] 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 Young Sound 0.00 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength [nm] a λ = a 375 e S λ 375 Lav en fit til hver spektrum Find a(375) og S 0.00 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength [nm]
CDOM ABSORPTION 25 30 25 Stedmon & Markager 2001 S [µm -1 ] 20 15 Godthåbsfjord Young Sound S = 11.7134 + 1.1261 / a375 S = 12.2488 + 2.1069 / a375 95% limits 10 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 a 375 [m -1 ] S = A + B/a(375) S [µm -1 ] 20 15 10 5 0 0.0 0.5 1.0 1.5 a 375 [m -1 ] Greenland Sea North Sea Skagerrak Godthåbsfjord Young Sound
PARTIKULÆRT & KLOROFYLL ABSORPTION 0.20 0.15 a p observed a p predicted a d Vi skiller partikulær absorption ad Absorption [m -1 ] 0.10 0.05 a ph a p λ = a d λ +a ph λ a d λ = a d 375 e S λ 375 a ph λ = A λ Chl (1 B λ ) 0.00 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength [nm] A og B er kendte spektrale parametre* Løs for a d (375), S og [Chl] Stæhr & Markager 2004
PARTIKULÆRT & KLOROFYL ABSORPTION 1.0 5 a 375 [m -1 ] 0.8 0.6 0.4 0.2 Model Chl-a [µg l -1 ] 4 3 2 1 0.0 0 0 20 40 60 80 100 POC [µm] a p (375) = 0.00645 µm -1 m -1 * [POC] 0.0342 m -1 0 2 4 6 8 10 12 14 Observed Chl-a [µg l -1 ] S= 27.9 µm -1 (Godthåbsfjord) S = 18.4 µm -1 (Young Sund) Chl Model = Chl obs * 0.261 + 0.118
FRA OBSERVERET LYSDÆMPNING TIL SPREDNING K d [m -1 ] 1.0 0.5 FB1 FB2.5 GF10 GF12.5 GF7 GF8 GF9 GFQ1 KF1 KF17 b [m -1 ] 15 10 5 FB1 FB2.5 GF10 GF12.5 GF7 GF8 GF9 GFQ1 KF1 KF17 K d [m -1 ] 0.0 1.0 0.5 0.0 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength [nm] GH05 GH08 HS Tyrol05 Tyrol10 Tyrol13 YS303 YS312 YS318 b [m -1 ] 0 15 10 5 0 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength [nm] GH05 GH08 HS Tyrol05 Tyrol10 Tyrol13 YS303 YS312 YS318 Normalisere ved 550nm Brug en middel sprednings spektrum 11
PARAMETRIZATION FOR SPREDNING Regression of spredning (b 550 )on turbiditet (NTU) Samlet data fra de 2 fjorde 12 10 8 Godthåbsfjord Young Sound b = 1.88 [NTU] 95% prediction limits b [m -1 ] 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 NTU R 2 = 0.70
PARAMETRIZATION FOR SPREDNING Regression of spredning (b 550 )on turbiditet (NTU) 2 regressioner b [m -1 ] 7 6 5 4 3 2 Godthåbsfjord Model vs Obs b = 5.29 [NTU] -0.84 95% prediction limits 1 R 2 = 0.80 0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 NTU b [m -1 ] 10 8 6 4 2 0 Young Sound Model vs Obs b = 1.84 [NTU] -0.35 95% prediction limits 0 1 2 3 4 5 NTU R 2 = 0.94
TEST AF MODELLEN 0.6 1.0 K d PAR, model [m -1 ] 0.5 0.4 0.3 0.2 Model vs Obs obs vs model_pred 95% prediction limits 1:1 line 0.1 R 2 = 0.86 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 K d PAR, observed [m -1 ] R 2 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength [nm]
FREMTIDIG ARBEJDE Relation mellem CDOM og andre variabler Foton budget Variation langs transekter
TAK! Projektet er støttet af: Styrelsen for Forskning og Innovation (#09-067259/DSF) Greenland Climate Research Centre (Project 6511) Environment Agency Sub-Surface Blooms project