黄海绿潮自2007年爆发以来持续引起学者的广泛关注。因其覆盖范围大、位置变化快的特点，遥感成为绿潮监测的主要手段。其中，光学遥感影像是监测的主要工具，合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)起初被用作光学遥感影像在阴雨天气的补充观测，而伴随星载SAR数据的普及和公开，SAR观测的重要性逐步提升。现有研究根据同时段同地点的“光学-SAR(C波段)”观测确定漂浮状态的黄海绿潮藻斑较周围海水更亮，为白亮的条状、带状、斑点状斑块。以该结论为基础，大量基于C波段SAR影像的黄海绿潮藻斑提取模型被提出。然而，C波段电磁波与漂浮黄海绿潮表面的相互作用过程始终未得到详细分析。本研究以哨兵一号卫星的电磁波频率及观测几何为基础，构建三层示意模型，分析C波段电磁波对绿潮藻斑的穿透能力。进而使用极化度分析哨兵一号影像所得信号的极化特征。
研究发现：漂浮状态绿潮藻斑的后向散射信号大部分为完全极化波，去极化过程弱，表明漂浮状态绿潮藻斑表面与C波段电磁波的散射过程以表面散射为主。通过求解极化椭圆的旋转角(ψ)和极化角(χ)，刻画极化椭圆的形态，发现大部分旋转角和极化角都分布在0°附近，表明后向散射信号的极化方式与入射信号几乎平行(ψ≈0°)，且几乎为线性极化的(χ≈0°)。因此，后向散射信号中完全极化的部分，为单次反射主导过程；少量去极化部分由多次散射过程产生。此外，为验证所得结论的普适性，本研究以绿潮大爆发年份2019年为例，选取绿潮初始、爆发、消亡三个时段的哨兵一号观测，分析后向散射信号的去极化状态及极化椭圆的形态，发现上述结论依然适用，即，漂浮状态黄海绿潮藻斑的主导后向散射过程不受绿潮发展阶段的影响。
DoP分析（第一列：4个感兴趣区DoP的分布，第二列：DoP红色虚线处的剖面，绿色阴影：绿潮藻斑的位置）
绿潮初始、爆发、消亡阶段的DoP、χ-ψ分布
核心PI
李晓峰 |
中国科学院
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李晓峰，中国科学院海洋研究所研究员，中科院大数据中心首席科学家，博士生导师。1997年毕业于美国北卡罗莱纳州立大学获博士学位，随后去往美国国家海洋和大气管理局环境卫星数据与信息服务中心作资深研究员工作，曾在国家海洋局第一海洋研究所作研究助理工作，2019年来到中国科学院海洋研究所任职研究员。曾获美国海洋大气局NOAA STAR个人科学奖一等奖、美国海洋大气局卫星总署NESDIS年度科研人物奖一等奖、IEEE fellow特等奖等荣誉。
1、中科院****（A类）-基于大数据的人工智能海洋学研究, 主持, 部委级, 2019-04--2022-04；
2、基于人工智能-数值模拟耦合系统的黄海有害藻华生物量信息提取及动态分析研究, 主持, 国家级, 2021-01--2024-12；
文章信息：
上述研究成果发表于国际权威期刊《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》。中国科学院海洋研究所博士研究生郭媛为论文第一作者，李晓峰研究员为文章通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金创新研究群体项目、青岛市科技惠民示范专项和国家自然科学青年基金等的联合资助。
论文发表：
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