式中，R rs为遥感反射率，单位为sr-1；Lw（λ）为离水辐亮度，Ed（λ，0+）为海面之上的下行辐照度，Lwn（λ）为归一化离水辐亮度，
（λ）为平均日地距离处大气层外的太阳辐照度。
遥感反射率是表观量，与水体的吸收和散射性质以及入射光场有关，表达式如下：
r rs代表刚好海面之下处（0-）的遥感反射率，q代表海-气界面的透过率，Γ代表光从海水进入大气时的海面反射率，q和Γ的取值分别为0.52和1.7。g0和g1是模型系数，取值与观测几何有关，与波长无关，星下点观测时，g0≈0.0949 sr-1，g1≈0.0794 sr-1，对于不同海域，g0和g1的取值会有所差别。a（λ）为水体的总吸收系数，bb（λ）为水体的后向散射系数。
1.吸收
吸收主要包括纯海水吸收、浮游植物吸收、黄色物质吸收和非藻类颗粒物吸收：
式中，a w（λ）代表纯海水的吸收，a ph（λ）代表浮游植物色素的吸收，a cdom（λ）代表黄色物质（溶解有机物）的吸收，a nap（λ）代表非藻类颗粒物的吸收。
（1）纯海水的吸收
纯海水包括纯水、溶解的无机盐（如NaCl、KCl、MgCl2、MgSO4和CaSO4等）和溶解的气体（如N2、O2，CO2）。无机盐和气体的吸收作用非常微弱，所以通常认为纯海水的吸收为常量。
由纯海水的吸收曲线（图5.2）可以看出，在400～500nm波段范围内，纯海水的吸收较小，基本小于0.02m-1；580nm之后，海水的吸收迅速增加，在700nm处已达0.62m-1。
图5.2 纯海水在可见光波段的吸收曲线
（2）浮游植物色素的吸收
浮游植物色素是大洋水体中吸收可见光的最主要组分，主要包括叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、胡萝卜素、叶黄素等，其中以叶绿素最为普遍。由于色素的吸收与色素浓度、组成、细胞粒径，以及色素在细胞内的分布等均有关，因此色素的吸收并非常量，具有明显的时空变化。
图5.3是我国近海观测的浮游植物色素吸收光谱，从中可以看出，浮游植物色素吸收在可见光波段的主要特点是“两峰一谷”：吸收峰的位置在440nm和670nm附近，吸收谷的位置在600nm附近。
表5.9给出了几种常见色素的吸收峰值位置。
图5.3 浮游植物色素吸收曲线
表5.9 几种常见色素的吸收峰位置
（3）黄色物质的吸收
黄色物质是有色溶解有机化合物的统称（一般粒径小于0.2μm），主要的物质组成为棕黄酸和腐殖酸。大洋水体中的黄色物质主要来源于浮游植物降解物，浓度较低；近岸水体中则主要来自陆源物质，浓度通常较高。
随波长的增加，黄色物质的吸收呈指数衰减，如图5.4所示。
λ0为参考波段，一般取440nm，Sg为黄色物质的光谱吸收斜率，不同的海区取值不同。
黄色物质的吸收系数依赖于水中黄色物质的浓度，不同海区的黄色物质吸收系数的变化范围较大（Bricaud，1981；Carder，1989；Hojerslev，2001）。表5.10给出了不同水体中黄色物质在440nm处吸收系数的典型值。需要特别注意的是，即便是同一海区，由于黄色物质浓度具有较强的变异性，其黄色物质吸收系数也可能发生显著变化。(www.xing528.com)
图5.4 黄色物质在可见光波段的吸收曲线
表5.10 各种水体黄色物质在波长为440nm的吸收系数（K rik，1983）
（4）非藻类颗粒物的吸收
非藻类颗粒物主要是指粒径大于0.2μm，除去藻类颗粒物后的剩余部分，通常包括陆源碎屑、矿物粒子和各种微生物的分解产物。二类水体的非藻类颗粒物质主要为无机悬浮物和有机碎屑，一类水体则主要为有机碎屑。
非藻类颗粒物质的吸收光谱与黄色物质类似，随波长的增加呈指数衰减（图5.5），表达式为（Bricaud，1981）：
式中，λ0为参考波段，通常为440nm，Sd为非藻类颗粒物光谱吸收斜率，不同海区由于非藻类颗粒物的主导物质不同，所以Sd的取值通常也不同。
2.后向散射
后向散射包括纯海水的后向散射和悬浮颗粒物的后向散射，即
图5.5 非藻类颗粒物质在可见光波段的吸收曲线
式中，b bw（λ）为纯海水的后向散射，b bp（λ）为悬浮颗粒物的后向散射。
（1）纯海水的后向散射
纯海水的后向散射包括两部分，即纯水和无机盐的后向散射。
纯水的散射通常被认为是“瑞利”散射，有如下主要特征（Morel，1974；Shifrin，1988）：①由于水的折射率较小，因此与其他液体相比，纯水的散射较弱；②散射的角度分布在前向（ψ=0）和后向（ψ=π）取得最大值，在侧向（ψ=π/2）取得最小值；③纯水的后向和前向散射相等，所以后向散射是总散射的一半；纯水的散射通常是常数。
纯海水（盐度为35～39psu）的后向散射系数，随着波长的增加呈指数衰减（λ-4.32），如图5.6所示。在可见光波段，纯海水的散射系数比纯水高30%，400nm为0.0038m-1，700nm迅速减小至0.00035m-1（Morel，1974；Smith和Baker，1981）。纯海水的后向散射占总后向散射的比例较低（＜10%），有时甚至可以忽略（＜1%）。
图5.6 纯海水在可见光波段的后向散射
（2）颗粒物的后向散射
颗粒物的后向散射是海水总后向散射的主要贡献来源。开阔大洋中的颗粒物主要由有机颗粒物组成；而在近岸水体中，无机颗粒物后向散射的占比可达40%～80%。
颗粒物的后向散射系数随波长的增加呈指数衰减，如图5.7所示：
式中，λ0为参考波长，通常取为44，取值随水体的不同而发生变化，对于大洋一类水体，通常为1。
图5.7 颗粒物在可见光波段的后向散射
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