Gepubliceerd op 22 april 2004
Onderstaand beeld toont een overzicht van Cuba, Florida en de Bahamas. Op de volle resolutie van het beeld (klik op het beeld) ziet men tientallen kleine rode polygonen die brandhaarden aanduiden. Het gaat om redelijk kleine branden en ze zijn grotendeels van gecontroleerde aard. Alhoewel ze niet echt gevaarlijk zijn, hebben die branden toch een niet te verwaarlozen invloed op het weer, het klimaat, de gezondheidstoestand van de mens en de natuurlijke rijkdommen.
Opvallend in het beeld zijn de vele kleurenschakeringen van het zeewater. De lichtere kleuren rondom de Bahamas zijn hoofdzakelijk te wijten aan de relatief ondiepe wateren boven de Little en Great Bahama Banks. Deze stukken land worden door de zee ingepalmd op het einde van de vorige ijstijd, toen de continentale gletsjers geleidelijk aan wegsmolten. De lichtgekleurde wateren aan de tip van Florida en rondom Cuba kunnen ook het gevolg zijn van de aanwezigheid van microscopische mariene organismen zoals fytoplankton en algen.
MODIS-Aqua beeld (echt kleurencomposiet) van 3 april 2004
© Image courtesy Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, NASA-GSFC
Hoe verklaar je nu de verschillende kleuren van het zeewater?
Hiervoor moeten wee eerst teruggrijpen naar de compositie van het licht. Het zonlicht (of wit licht) is samengesteld uit golflengten van ultraviolet (de korste golven) tot infrarood (de langste golven).
Wanneer wit licht het water raakt wordt het door de oppervlakte van het water gebroken. De mate waarin het licht gebroken wordt heet de brekingsindex, die anders is voor verschillende stoffen.
De kleuren die we zien (of die opgenomen worden door een sensor) worden dus veroorzaakt door de breking van het licht op het water, en de absorptie van het licht door het water. Het water absorbeert de kleuren niet op egale wijze: de langere golflengten (IR, rood,...) worden sneller geabsorbeerd dan de kortere golflengten (blauw, groen,...). Men zou dus kunnen concluderen dat de mate van breking en absorptie van
het licht de kleur bepalen van het water.
Maar eigenlijk is het een derde proces dat de bovenhand neemt bij zeewater: verstrooiing die te wijten is aan de interactie tussen de invallende straling en de partikels aanwezig in het milieu. Iedereen heeft al gehoord over Rayleigh-verstrooiing. Deze speelt een rol wanneer de grootte van de partikels kleiner is dan de golflengte van de straling. Rayleigh-verstrooiing verspreidt en verdeelt kortere golflengten meer dan langere golflengten. Deze vorm van verstrooiing is het belangrijkste in de bovenste lagen van de atmosfeer, hetgeen verklaart dat we tijdens de dag de hemel blauw waarnemen.
In het water zijn het vanzelfsprekend de sedimenten in suspensie, het fytoplankton
(door het chlorofyl dat het bevat) en het afbraakmateriaal van organische degradatie die de kleur van het water bepalen.
Echter is het merendeel van de lichtintensiteit die een sensor aan boord van een satelliet meet niet afkomstig van de zee, maar wel van de atmosfeer (ongeveer 90%). Indien men informatie wil over concentraties in de zee van sediment in suspensie moet men dus eerst een atmosferische correctie doen. Dit werkje is een van de meest belangrijke en meest complexe bewerkingen van satellietbeelden.
Meer info op de website van de Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee