应用Monte Carlo方法计算水上集鱼灯向下辐照度在一类海水中的分布

摘要

利用叶绿素浓度、海表风速数据及集鱼灯、渔船的相关特征参数(集鱼灯的配光曲线、波谱分布、辐射通量、集鱼灯在渔船上几何位置等),采用Monte Carlo方法构造了一个计算水上集鱼灯水下辐照度分布的模型.该模型利用叶绿素浓度数据、纯海水水光学特性及其与吸收、散射系数的关系计算波束衰减系数(包括吸收系数、散射系数),利用风速数据构造毛细波面,计算该波面对光路及菲涅耳反射的影响.该模型与传统计算方法相比,有如下优点:(1)利用叶绿素浓度数据计算波束衰减系数,并考虑了波束衰减系数的波谱特征;(2)能提供不同水层集鱼灯向下辐照度的光谱分布;(3)能提供渔船阴影区向下辐照度的分布;(4)考虑了毛细波面的影响,使集鱼灯水下辐照度的计算更合理;(5)叶绿素浓度、风速数据可由遥感获取,使模型更易应用于实际计算.模型计算结果与实测值进行了比较,相对均方根误差为37.6%,但两者之间存在显著相关性(P<0.001),文中对模型结果进行了分析.