Für die Wasseroberfläche setzt sich der Flu\3, der die Kamera
erreicht, aus Strahlung verschiedener Tiefenschichten zusammen
(Kapitel 2.4.3). Die Strahlstärke, die die
Wasseroberfläche verlä\3t, ist nach (2.40)
Für einen festen Winkel 
, unter dem die Kamera auf
die Wasseroberfläche schaut, ist die Strahlstärke I
proportional zur Strahlungsdichte L. Damit ergibt sich für den Flu\3, der
den Kamerasensor erreicht:
Analog zur Herleitung von (3.19) bis (3.21)
ergibt sich insgesamt für die Wasseroberfläche ein
Kamerasignal S der Form
Diese Form gilt streng nur für senkrechten Blickwinkel der
Kamera. Für schräge Blickwinkel mu\3 das Integral über die
Tiefe z durch ein Pfadintegral entlang des optischen Pfades
durch das Wasser ersetzt werden.
Bei bekannter Temperaturverteilung innerhalb der
oberen 100 bis 200
m der Wasseroberfläche kann aus
(3.24) ein theoretisches Kamerabild berechnet werden.
Dies wurde für die Ergebnisse der numerischen Simulation
(Kapitel 5) durchgeführt. Umgekehrt liefert ein
Kamerabild jedoch keine Aussage über die tatsächliche
Temperaturverteilung unterhalb der Wasseroberfläche.