包括实验和理论两方面。实验方面主要运用现场和实验室的测量方法进行海洋光学性质的研究。可见光波段是能透入海中的电磁波的主要波段,其传播规律决定于海洋水体的散射和吸收等性质。各海区的光学性质和海洋水体的组分密切相关,因此海洋光学调查是研究区域海洋光学性质的主要手段。在理论研究方面,海洋辐射传递理论是海洋光学的主要理论基础,从辐射传递方程出发,主要运用随机模拟方法和蒙特卡罗法,建立各种辐射传递模型,包括分层结构海洋水体、均匀海洋水体、海洋-大气系统、窄光束水中传输等模型,规律。
主要研究日光射入海洋后,经过辐射传递过程所产生的、由海洋表层向上的光谱辐射场。它是光学遥感探测海洋的主要信息来源,是建立光学海洋遥感模型的重要依据。
主要研究水中的视程和图象在水中的传输问题。由海洋辐射传递方程出发,可导出水中对比度传输方程和水中图象传输方程,用以研究水中的图象系统。
主要研究激光在水中受到的散射、吸收及其所遵循的传输过程。70年代以后对海水激光荧光和海水受激拉曼散射的研究,为激光测水深、海水的化学分析和海洋的温度、盐度按深度的分布,打下了基础。
用线性系统理论研究海洋水体对光的散射和吸收的过程。主要研究海水点扩展函数、海水光学传递函数与海水固有光学参数的关系。它是建立海洋激光雷达方程和水中图象系统质量分析的重要依据。 [2]
海洋光学与物理海洋学的研究密切相关。测定海水的光学性质,为研究海流、上升流、海洋锋、水团、海洋细微结构等提供了另一种有效的手段;随机海面的光学研究,为遥测海浪方向谱建立了物理模型,并为现场测定海浪要素提供了快速而又有效的手段。海洋生物初级生产力(见海洋生物生产力)的研究和调查,与海中辐照度的分布、海水辐射能密度分布、海中辐射能的贮存等有直接的关系,例如辐照度为海洋初级生产力方程的主要参数。探测海洋的光学遥感传感器的波段、视场角和动态范围等参数,都要根据海面光谱辐射的数据来确定(见海洋光学技术)。海洋辐射传递理论,是水色光学遥感方法的基础。
海洋光学的发展目的与近代光学的发展密切相关:光电子学方法是海洋光学测量的主要手段,激光技术的发展,例如可调谐激光、水中新型蓝-绿激光、高时间分辨率激光技术等,已成为海水激光光谱研究的重要手段,是发展海洋探测激光雷达的技术基础。近代光学信息处理和信息传递理论,为海洋中光信息传递的研究及随机量的统计分析研究奠定了基础。
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