@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\$^{³}\$), 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\$^{³}\$). 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/m³,
turbidity maximum of 1.09 NTU, nutrients maximum of 0.8
\$\mu\$mol/l and fluorescence maximum of 0.95 mg/m\$^{³}\$.
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/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3JUH3CB",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}