Estimation of colored dissolved organic matter in the Arctic water objects

Abstract

В работе была произведена оценка трех различных параметров для окрашенного растворенного органического вещества (ОРОВ) (значение абсорбции электромагнитного излучения на определенном участке спектра, αОРОВ, нм^(-1); уклон спектральной кривой, S, нм^(-1); коэффициент уклона спектральной кривой, Sr – отношение S для ультрафиолетовой части спектра к S для видимой) в пробах воды из рек и озер трех разных арктических регионов: полуострова Ямал, Кольского полуострова и дельты реки Лены. В ходе работы пробы воды, отобранные в экспедициях, анализировали с помощью двухлучевого спектрофотометра. Кроме того, для водных объектов, расположенных на полуострове Ямал, был применен метод определения концентрации ОРОВ на основе данных дистанционного зондирования (расчет отношения зеленого и красного спектральных каналов). На основе полученных результатов было произведено сравнение значений концентрации ОРОВ для трех рассматриваемых арктических регионов и выявлены основные причины ее временной и сезонной динамики, определено происхождение ОРОВ в воде и наличие или отсутствие процессов фотодеградации в водных объектах. Также было подтверждено, что применение данных дистанционного зондирования для оценки концентрации ОРОВ в воде может давать удовлетворительные результаты.

In this study, three different parameters of colored dissolved organic matter (CDOM) (CDOM absorption per meter, αCDOM, m^(-1); the spectral slope, S, m^(-1); the ultraviolet/visible spectral slope ratio, Sr) were estimated in water samples from rivers and lakes of three different Arctic regions: Yamal Peninsula, Kola Peninsula and the Lena River Delta. During the work, water samples collected in expeditions were analyzed using dual-beam spectrophotometer. Moreover, for the water objects located on Yamal Peninsula was applied the remote sensing based CDOM algorithm (ratio of green and red band reflectance). As the result, were compared the CDOM absorption values for three different Arctic regions and explained main reasons of it’s time and seasonal dynamic, were determined the origin of CDOM in water and the presence or absence of photodegradation processes in water objects. Also, was confirmed that application of remote sensing data for evaluation of CDOM concentration in water could provide satisfactory results.