Development of a Diffuse Reflectance Probe for In Situ Measurement of Inherent Optical Properties in Sea Ice
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Detailed characterization of the spatially and temporally varying inherent optical properties (IOPs) of sea ice is necessary to better predict energy and mass balances, as well as ice-associated primary production. Here we present the development of an active optical probe to measure IOPs of a small volume of sea ice (dm3) in situ and non-destructively. The probe is derived from the diffuse reflectance method used to measure the IOPs of human tissues. The instrument emits light into the ice by the use of optical fibre. Backscattered light is measured at multiple distances away from the source using several receiving fibres. Comparison to a Monte Carlo simulated lookup table allows to retrieve the absorption coefficient, the reduced scattering coefficient and a phase function similarity parameter γ, introduced by Bevilacqua and Depeursinge (1999), depending on the two first moments of the Legendre polynomials, allowing to analyze the backscattered light not satisfying the diffusion regime. Monte Carlo simulations showed that the depth cumulating 95% of the signal is between 40±2 mm and 270±20 mm depending on the source-detector distance and on the ice scattering properties. The magnitude of the instrument validation error on the reduced scattering coefficient ranged from 0.07% for the most scattering medium to 35% for the less scattering medium over the two orders of magnitude we validated. Vertical profiles of the reduced scattering coefficient were obtained with decimeter resolution on first-year Arctic interior sea ice on Baffin Island in early spring 2019. We measured values of up to 7.1 m−1 for the uppermost layer of interior ice and down to 0.15±0.05 m−1 for the bottommost layer. These values are in the range of polar interior sea ice measurements published by other authors. The inversion of the reduced scattering coefficient at this scale was strongly dependent of γ, highlighting the need to define the higher moments of the phase function. This novel developed probe provides a fast and reliable means for measurement of scattering into sea ice.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».