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@MastersThesis{Favareto:2015:PrBiLa,
               author = "Favareto, Luciane Rafaele",
                title = "Propriedades bio-{\'o}pticas da Laguna Leste da Nova 
                         Caled{\^o}nia, sudoeste do Oceano Pac{\'{\i}}fico",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2015",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2015-08-25",
             keywords = "sensoriamento remoto da cor do oceano, propriedades 
                         bio-{\'o}ptica, clorofila-a, Laguna Leste da Nova Caled{\^o}nia, 
                         Oceano Pac{\'{\i}}fico sudoeste, remote sensing of ocean color, 
                         bio-optical properties, chlorophyll-a, east lagoon of New 
                         Caledonia, southwestern Pacific Ocean.",
             abstract = "Lagunas tropicais e barreiras de corais est{\~a}o entre os 
                         ecossistemas marinhos com maior biodiversidade e maior riqueza de 
                         esp{\'e}cies j{\'a} registradas, prestando servi{\c{c}}os 
                         ecossist{\^e}micos e trazendo benef{\'{\i}}cios sociais e 
                         econ{\^o}micos. O cruzeiro CALIOPE 2 foi realizado no ver{\~a}o 
                         austral de 2014 na regi{\~a}o da Laguna Leste da Nova 
                         Caled{\^o}nia (LLNC) no Oceano Pac{\'{\i}}fico sudoeste, 
                         declarada como Patrim{\^o}nio Mundial da Humanidade. Em 54 
                         esta{\c{c}}{\~o}es amostrais foram coletados dados 
                         radiom{\'e}tricos \emph{in situ} acima-da-{\'a}gua e submersos, 
                         dados bio-{\'o}pticos e oceanogr{\'a}ficos com o objetivo de 
                         entender o ambiente e validar produtos de sensoriamento remoto da 
                         cor do oceano. Uma estrutura de PVC flutuante teve sua 
                         utiliza{\c{c}}{\~a}o testada com o radi{\^o}metro TriOS e 
                         validada em rela{\c{c}}{\~a}o aos radi{\^o}metros Satlantic e 
                         FieldSpec. Esta an{\'a}lise in{\'e}dita servir{\'a} de apoio a 
                         projetos em andamento e a continuidade do programa de 
                         monitoramento. O desempenho de produtos do sensor \emph{Moderate 
                         Resolution Imaging Spectroradiometer} (MODIS) a bordo do 
                         sat{\'e}lite Aqua tamb{\'e}m foi testado. De maneira geral, as 
                         {\'a}guas da LLNC foram caracterizadas como mesotr{\'o}ficas e 
                         opticamente complexas com propor{\c{c}}{\~o}es entre 30-55\% de 
                         mat{\'e}ria org{\^a}nica dissolvida colorida (CDOM) e, entre 
                         30-70\% de part{\'{\i}}culas n{\~a}o-algais (NAP) introduzidas 
                         por aporte continental e resuspens{\~a}o em {\'a}reas rasas. 
                         Diferen{\c{c}}as significativas nas proximidades do Rio Thio, com 
                         maior influ{\^e}ncia de atividades de minera{\c{c}}{\~a}o foram 
                         observadas nos dados de concentra{\c{c}}{\~a}o de clorofila-a 
                         (Cla) (m{\'a}ximo de 0,89 mg/m\$^{}\$), turbidez (m{\'a}ximo 
                         de 1,09 NTU), nutrientes (m{\'a}ximo de 0,8 \$\mu\$mol/l) e 
                         fluoresc{\^e}ncia (m{\'a}ximo de 0,95 mg/m\$^{}\$). Neste 
                         local tamb{\'e}m foram encontrados os maiores valores (0,1 
                         m\$^{-1}\$) de absor{\c{c}}{\~a}o (a\$_{tw}\$) dos 
                         constituintes opticamente ativos (COA) em 443nm. O b\$_{bp}\$ 
                         (555nm) obteve maiores valores (0,018 m\$^{-1}\$) nas {\'a}reas 
                         costeiras entre Touho e Thio, onde existem aproximadamente 11 
                         pontos de extra{\c{c}}{\~a}o de min{\'e}rio. Dados 
                         radiom{\'e}tricos obtidos em condi{\c{c}}{\~o}es ambientais 
                         adversas com o equipamento FieldSpec apresentaram 
                         superestima{\c{c}}{\~a}o da reflect{\^a}ncia de sensoriamento 
                         remoto (R\$_{rs}\$) principalmente nos menores comprimentos de 
                         onda devido {\`a} inefici{\^e}ncia na corre{\c{c}}{\~a}o da 
                         reflex{\~a}o do c{\'e}u na superf{\'{\i}}cie da {\'a}gua sob 
                         condi{\c{c}}{\~o}es de ventos intensos e luminosidade 
                         vari{\'a}vel. Dados radiom{\'e}tricos mais acurados foram 
                         obtidos com os equipamentos submersos Satlantic e TriOS. As 
                         R\$_{rs}\$ MODIS superestimaram (subestimaram) as R\$_{rs}\$ 
                         in situ nos menores (maiores) comprimentos de onda. As maiores 
                         fontes de incertezas obtidas na estimativa dos COA pelos modelos 
                         emp{\'{\i}}ricos e semi-anal{\'{\i}}ticos de cor do oceano 
                         testados ocorreram principalmente nas regi{\~o}es internas da 
                         LLNC com profundidades inferiores a 75m. No setor mais externo da 
                         laguna, os resultados foram melhores demonstrando o melhor ajuste 
                         dos modelos nestas regi{\~o}es. A Cla modelada a partir de dados 
                         de R\$_{rs}\$ do equipamento TriOS (R\$_{rs}\$T) foi 
                         superestimada por todos os modelos testados, principalmente em 
                         ambientes costeiros com maior influ{\^e}ncia de outros COA. A 
                         estimativa de Cla a partir da R\$_{rs}\$ MODIS, possivelmente 
                         decorrente de incertezas na corre{\c{c}}{\~a}o atmosf{\'e}rica 
                         apresentou subestima{\c{c}}{\~a}o relacionada {\`a}s {\'a}guas 
                         mais externas a laguna e, n{\~a}o teve bom desempenho geral 
                         revelando que pequenos erros espectrais na 
                         determina{\c{c}}{\~a}o da R\$_{rs}\$ por sat{\'e}lite 
                         propagam erros maiores na modelagem bio-{\'o}ptica. No caso das 
                         propriedades {\'o}pticas inerentes (POI) modeladas, a\$_{phy}\$ 
                         (443) apresentou um desempenho razo{\'a}vel quando derivado de 
                         RrsT, mas bastante dispersivo quando derivado de R\$_{rs}\$ 
                         MODIS, para todos os modelos analisados. Melhores resultados foram 
                         obtidos na recupera{\c{c}}{\~a}o do a\$_{dg}\$ (443) e 
                         b\$_{bp}\$ (443) a partir de R\$_{rs}\$T e R\$_{rs}\$ MODIS. 
                         Utilizando a R\$_{rs}\$T o a\$_{dg}\$ (443) foi superestimado 
                         e b\$_{bp}\$ (443) subestimado na maior parte dos modelos 
                         analisados. Utilizando R\$_{rs}\$ MODIS estes coeficientes foram 
                         superestimados em esta{\c{c}}{\~o}es costeiras e na maior parte 
                         dos casos, subestimados em esta{\c{c}}{\~o}es oce{\^a}nicas. 
                         Trabalhos futuros devem buscar ajustes regionais dos modelos da 
                         cor do oceano {\`a} medida que uma base de dados mais robusta 
                         seja constru{\'{\i}}da capturando as variabilidades espaciais e 
                         temporais. ABSTRACT: Tropical lagoons and coral reefs are among 
                         the marine ecosystems with higher biodiversity and species 
                         richness, providing ecosystem services and bringing social and 
                         economic benefits. The CALIOPE 2 cruise was conducted in the 
                         austral summer of 2014 in the region of the eastern lagoon of New 
                         Caledonia (LLNC), Southwestern Pacific Ocean, declared as a World 
                         Heritage Site. Above-the-water and underwater in situ radiometric 
                         data, bio-optical and oceanographic data were collected in 54 
                         sampling stations in order to better understand this environment 
                         and to validate ocean color remote sensing products. A floating 
                         PVC structure attatched to a TriOS radiometer was tested and 
                         validated against other Satlantic and FieldSpec radiometers. This 
                         unprecedented analysis will support ongoing projects and 
                         monitoring program in the region. The performance of Moderate 
                         Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) products, aboard 
                         Aqua-NASA satellite, was also tested. In general, the LLNC waters 
                         were characterized as mesotrophic and optically complex with 
                         proportions between 30-55\% of colored dissolved organic matter 
                         (CDOM) and 30-70\% of non-algal particles (NAP) introduced in the 
                         system by continental run-off and resuspension in shallower areas. 
                         Significant differences in the vicinity of Rio Thio, with greater 
                         influence of mining activities, were observed in the chlorophyll-a 
                         (Cla) concentrations data with a maximum value of 0.89 mg/m, 
                         turbidity maximum of 1.09 NTU, nutrients maximum of 0.8 
                         \$\mu\$mol/l and fluorescence maximum of 0.95 mg/m\$^{}\$. 
                         In this place were also found the higher values (0.1 m\$^{-1}\$) 
                         in the absorption (a\$_{tw}\$) of active optical components 
                         (COA) in 443nm. Higher values (0.018 m\$^{-1}\$) of b\$_{bp}\$ 
                         (555nm) were obtained in coastal areas between Touho and Thio, 
                         where 11 mining points are located. FieldSpec above-water 
                         radiometric data acquired under adverse environmental conditions 
                         showed overestimation of remote sensing reflectance (R\$_{rs}\$) 
                         when compared to other in situ measurements, due to the 
                         inefficiency in the correction of the sky reflection on the water 
                         surface under strong winds and variable solar radiation. More 
                         accurate radiometric data were obtained with the in-water 
                         Satlantic and TriOS equipments. The MODIS R\$_{rs}\$ 
                         overestimated (underestimated) the in situ Rrs in the smaller 
                         (larger) wavelengths. The largest sources of uncertainty obtained 
                         in the estimation of COA by the tested empirical and 
                         semi-analytical ocean color models occurred mainly in the inner 
                         regions of LLNC (\$<\$75m). In the external sector of the 
                         lagoon, the models fitted better. The Cla estimated with TriOS Rrs 
                         was overestimated by all tested models, especially in coastal 
                         environments with greater influence of other COA. The Cla 
                         estimated with MODIS Rrs was underestimated possibly due to 
                         uncertainties in atmospheric correction revealing that small 
                         spectral errors on Rrs retrieval from satellite data propagate 
                         larger errors in the bio-optical modeling. In the case of the 
                         modeled inherent optical properties (POI), a\$_{phy}\$ (443) 
                         presented a reasonable performance when derived from TriOS 
                         R\$_{rs}\$, but was quite dispersive when derived from MODIS 
                         R\$_{rs}\$ for all analyzed models. Better results were obtained 
                         in the retrieval of a\$_{dg}\$ (443) and b\$_{bp}\$ (443) from 
                         TriOS R\$_{rs}\$ and MODIS R\$_{rs}\$. Using TriOS 
                         R\$_{rs}\$, the a\$_{dg}\$ (443) was overestimated and 
                         b\$_{bp}\$ (443) underestimated in most of the tested models. 
                         Using MODIS R\$_{rs}\$, these coefficients were, in most cases, 
                         overestimated in coastal stations and underestimated in oceanic 
                         stations. Future work should seek regional adjustments of ocean 
                         color models as a more robust database is built, capturing the 
                         spatial and temporal variability.",
            committee = "Kampel, Milton (presidente/orientador) and Rudorff, Nat{\'a}lia 
                         de Moraes (orientadora) and Novo, Evlyn M{\'a}rcia Le{\~a}o de 
                         Moraes and Noernberg, Mauricio Almeida",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Bio-optical properties of New Caledonia eastern lagoon, 
                         southwestern Pacific Ocean",
             language = "pt",
                pages = "155",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3JUH3CB",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3JUH3CB",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "25 nov. 2020"
}


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