海洋颜色系统得到更新 允许更精确和准确的测量

我们通常认为海洋的颜色是蓝色的，但在某些地方，它看起来是蓝绿色的。这是因为这些地区充满了称为浮游植物的单细胞植物，它们含有叶绿素并在阳光下反射绿色。

浮游植物虽然很小，但吸收的二氧化碳几乎与地球上所有树木和陆地植物一样多。它们对我们的气候有巨大的影响，科学家们通过使用卫星和海基传感器测量海洋的颜色来研究这种影响。

为了确保卫星测量的准确性，美国和许多其他国家的研究人员依靠一种称为海洋光学浮标(MOBY)的海洋颜色传感器。

现在，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)，莫斯登陆海洋实验室(MLML)，迈阿密大学和美国国家标准与技术研究院(NIST)合作升级了传感器，称为MOBY-Refresh，这将能够更精确地测量太阳光的颜色或波长。

“MOBY测量了太平洋中单个位置的波长范围内有多少光从水中散射出来。海洋颜色卫星传感器观测海洋，包括MOBY站点。然后将MOBY数据传递给卫星团队，卫星团队使用这些数据来调整卫星传感器的校准，从而提高全球数据产品的准确性，例如叶绿素的浓度，“NIST研究员Carol Johnson解释说。

MOBY 由两个主要浮标组成：测量和记录光线的光学浮标和将光学浮标固定到位的系泊浮标。

光学浮标有一个延伸到水下的中央桅杆。桅杆有三个杆状臂，每个臂都有收集光的光纤。光纤收集器可检测 1 米(3.3 英尺)、5 米(16.4 英尺)和 9 米(29.4 英尺)深度的光。在中央桅杆的底部是光谱仪，它测量光作为三个深度中每个深度波长的函数。

MOBY 位于夏威夷拉奈岛海岸 20 公里(12 英里)处，因为该位置为校准海洋色卫星传感器提供了最佳的大气和水条件。

那里的海水代表世界其他海洋，因为它清澈且叶绿素含量低。大气层也很清晰，云层很少，这确保了测量在全球范围内的有用性。

“光学浮标的生命周期约为四个月，有两个完整的系统。水中的那个在部署新邮轮的同一游轮上被回收，“约翰逊说。

“水中的那个需要数据，回收的那个被翻新用于下一次操作，”她说。MOBY自1997年开始运行，目前正在部署第74次光学浮标。

在Refresh项目中，MOBY正在升级新的光学系统，支撑结构和控制系统。目标是更换老化的硬件并减少测量中的不确定性。

第二个系泊浮标于 2021 年 2022 月部署，第一个升级后的光学浮标于 272 年 <> 月下旬部署在那里。约翰逊说，对数据的分析正在进行中，但与MOBY Buoy <>的初步比较非常令人鼓舞。

对于光学系统，升级包括一个改进的光谱仪，可以同时测量所有三个深度的太阳光，从而减少环境不确定性的来源，包括浮标倾斜和臂深度的波动以及海浪聚焦时的光波动。

光学浮标现在由碳纤维制成，而以前由玻璃纤维和金属制成，使结构更加坚固并延长了其在海上的使用寿命。

与MOBY-Refresh并行，该团队正在开发名为MarONet的类似仪器，该仪器将被即将进行的NASA卫星任务PACE(浮游生物，气溶胶，云，海洋生态系统)使用。光学系统的仪器设计将与Refresh相同，但具有更便携的浮标。

在MarONet项目中，光学系统可以拆卸并带到中心位置进行校准和表征。校准描述了仪器输出如何依赖于输入，表征描述了这种关系如何随所有可能的影响因素(如环境温度)而变化。

MarONet浮标的部署地点将在西澳大利亚海岸附近，浮标校准和维护的中心位置将位于夏威夷，那里是主要的MOBY枢纽。

NIST在此过程中的作用是检查运输过程中光学系统的任何变化。澳大利亚的场地规划已经开始，在珀斯科廷大学的共同研究员大卫·安托万(David Antoine)的指导下。2023年，光学和系泊浮标设备将运往澳大利亚。

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