Dagmara Litwicka1), Maciej Matciak2)
1) Centrum GIS, Wydział Oceanografii i Geografii, Uniwersytet Gdański, 2) Zakład Oceanografii Fizycznej, Wydział Oceanografii i Geografii, Uniwersytet Gdański
Wody powierzchniowe mogą różnić się ze względu na swój stan optyczny, który w potocznym rozumieniu kojarzony jest z przezroczystością, określaną na podstawie zasięgu widzialności podwodnej obiektów. Wyniki pomiarów uzależnione są głównie od stopnia przenikania toni wodnej przez energię słoneczną z zakresu widma promieniowania pasma widzialnego. Określoną w ten sposób przezroczystość często wykorzystuje się do szacowania troficzności, czyli produktywności biologicznej zbiorników wodnych. Przy pomocy odpowiednio dużych zbiorów danych o przezroczystości dokonuje się również analiz długoterminowych zmian stanu optycznego zbiorników wodnych, która może być wskaźnikiem występowania innych procesów jak na przykład wzrost antropopresji. Ponadto znajomość zasięgu widzialności podwodnej jest pożyteczna podczas nurkowania oraz wykonywania podwodnych zdjęć. Duże zróżnicowanie stanu optycznego wód spowodowane jest zmienną koncentracją lub stężeniem obecnych w wodzie optycznie aktywnych składników decydujących o intensywności osłabienia energii światła. Zwiększającej się zawartości tych składników w wodzie towarzyszy spadek przezroczystości.
Do pomiarów przezroczystości wykorzystuje się między innymi krążek Secchiego, czyli biały lub czarno-biały krążek, którego średnica sięga do około 30 cm. Dysk opuszczany jest pionowo w dół, na wyskalowanej lince, aż do głębokości na której przestaje być widoczny. Pomiary przezroczystości krążkiem Secchiego tworzą największą bazę danych dotyczącą stanu optycznego wód. Są to badania tanie, niezawodne, które można wykonywać, gdy występują niekorzystne warunki do obsługi bardziej nowocześniejszego sprzętu lub brak jest takiego sprzętu. Także ze względu na swoją prostotę, każdy może dokonać pomiarów dyskiem.
Jedną z możliwości tworzenia map przezroczystości wody w czasie rzeczywistym są zdjęcia satelitarne. Zaletą użytkowania danych satelitarnych jest ich darmowe pozyskiwanie, wysoka częstotliwość próbkowania badanego rejonu oraz rozdzielczość przestrzenna i obejmowanie dużego obszaru Ziemi. W niniejszej pracy wykorzystano dane pochodzące z satelity Landsat 8. Na jego pokładzie znajdują się dwa sensory, pierwszy z nich Operational Land Imager (OLI) zawiera 9 kanałów spektralnych w zakresie światła widzialnego oraz podczerwieni. Drugi Thermal Infrared Sensor (TIRS) mierzy długofalową energię emitowaną przez powierzchnię Ziemi dostarczając tym samym informacji o temperaturze lądu oraz powierzchni mórz i oceanów.
Celem pracy było sprawdzenie korelacji poszczególnych kanałów satelity Landsat 8 z pomiarami głębokości Secchiego mierzonej in situ oraz przedstawienie algorytmu umożliwiającego tworzenie map przezroczystości na podstawie zdjęć satelitarnych Landsat 8 dla wód Zatoki Gdańskiej.