Изучение поверхности океана из космоса, страница 7

Количество энергии, которую содержит фотон света, зависит от длины волны. Электромагнитное излучение с большими длинами волн содержит немного энергии. Электромагнитное излучение с короткими длинами волны содержит большое количество энергии. Различные области электромагнитного спектра называют согласно их длинам волны. (рис.1.)

Самые большие длины волны у радиоволн изменяются от нескольких сантиметров до тысяч километров. В микроволновых печах длина волн от десятых долей до нескольких сантиметров. Инфракрасное излучение имеет длины волн от 700 до 1000 нм (1 нанометр = 10-6 м). Видимый свет - узкая полоса излучения в пределах 400 - 700 нм. В более широкой полосе от 10 до 300 нм лежит излучение ультрафиолетового света. Рентгеновское и гамма излучения имеют в сотни и тысячи раз меньшие длины волн.

Использование электромагнитного спектра

Практически все, что астрономы узнали о вселенной вне Земли, зависит от информации, содержавшейся в электромагнитном излучении, достигающем Земли. Например, при взрыве сверхновой звезды испускается энергия во всех длинах волн электромагнитного спектра. В своей истории человек использовал только видимый свет, главным образом для исследования небесного свода.

Остаточное излучение после образования Вселенной обнаруживается в микроволновом спектре. Исследования в инфракрасном и радиоволновом диапазонах дают информацию о молекулах во Вселенной. Например, в инфракрасном диапазоне были обнаружены огромные облака формальдегида во Вселенной, каждое из которых более, чем в миллион раз превышают массу Солнца. Некоторое количество ультрафиолетового излучения поступает из далеких мощных галактик.

Одновременное использование нескольких областей спектра создает более полную картину объекта, так как каждая часть электромагнитного спектра поставляет свою информацию. Например, такие относительно прохладные объекты, как формирующие звезду облака газа и пыли, обнаруживаются лучше всего в радио- и инфракрасной областях спектра. Более горячие объекты, типа звезд, испускают большую часть энергии в видимой и ультрафиолетовой части спектра. Испускающие большое количество энергии объекты, такие как взрывы сверхновой звезды, излучают в области рентгеновских и гамма лучей. Для исследования излучения используют два метода - спектроскопию и фотометрию. При спектроскопии изучается спектр излучения. Фотометрия измеряет количество света с определенной длиной волны или комбинации длин волны.

Большинство длин волн электромагнитного спектра ослабляется атмосферой Земли, действующей как фильтр (рис.1). Только небольшая часть спектра достигает поверхности Земли (рис.2.). В этих участках спектра производится регистрация излучения.

Цвет воды и концентрация фитопланктона

Цвет морской воды, наблюдаемый из космоса и регистрируемый датчиками, определяется, главным образом, содержанием в ней фитопланктона. Морской фитопланктон представляет собой одноклеточные микроскопические растительные организмы размером от 1 μк до 1 мм и включает представителей многих групп водорослей: диатомовых (Bacillariophyta), динофлагеллят (Pirrophyta), кокколитофорид (Coccolithus), кремнежгутиковых (Silicoflagellata), криптомонад (Cryptophyta), хризомонад (Chrysophyta), зеленых (Chlorophyta) и сине-зеленых (Cyanophyta) водорослей. Из них первые три группы обычно преобладают в морских биоценозах.

Знания о морском фитопланктоне представляют значительный интерес ввиду его повсеместного распространения и большого значения в биологической продуктивности Мирового океана. В его состав входят автотрофные (фотосинтезирующие), гетеротрофные (использующие растворенное органическое вещество) и фаготрофные (питающиеся отдельными частицами) организмы. Автотрофные организмы, имеющие хлорофилл, часто преобладают по численности и являются важными продуцентами первичной органической продукции, синтезируемой при фотосинтезе. Фитопланктон как начальное звено пищевой цепи обеспечивает пищу зоопланктону и др. организмам пищевых цепей.