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      “望聞問切” 海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星高精度測(cè)量海水有多咸

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      “望聞問切” 海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星高精度測(cè)量海水有多咸

      2024年11月14日 21:05 來(lái)源:中國(guó)新聞網(wǎng)
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      視頻:海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射來(lái)源:中國(guó)新聞網(wǎng)

        中新社北京11月14日電 題:“望聞問切” 海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星高精度測(cè)量海水有多咸

        作者 馬帥莎 王琬涵 劉錦洋

        11月14日,海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。該衛(wèi)星填補(bǔ)了中國(guó)高精度全球海洋鹽度探測(cè)能力的空白,可為中國(guó)實(shí)施海洋資源開發(fā)、災(zāi)害防治和環(huán)境監(jiān)測(cè)等提供重要數(shù)據(jù)支撐。

        “望聞問切”測(cè)海水有多咸

        在海洋動(dòng)力環(huán)境中,“溫、鹽、深、風(fēng)、浪、流”是讀懂海洋的“六大密碼”。其中,海洋鹽度測(cè)量是海洋探測(cè)的一大難關(guān)。目前,全球尚未有大范圍連續(xù)穩(wěn)定的高精度海洋鹽度探測(cè)數(shù)據(jù)。

        如何在太空測(cè)出海水有多咸?研制團(tuán)隊(duì)調(diào)研發(fā)現(xiàn),“輻射亮溫”是海洋鹽度探測(cè)的關(guān)鍵,通過高精度亮溫?cái)?shù)據(jù),可反演得出海洋鹽度。

        專家解釋稱,亮溫是衡量海面微波輻射強(qiáng)度的物理量,會(huì)跟隨海洋鹽度變化而變化,可通過微波輻射計(jì)進(jìn)行測(cè)量。然而,海洋鹽度所帶來(lái)的亮溫信號(hào)變化非常微弱,測(cè)量過程還會(huì)受海面溫度、海面粗糙度、人為信號(hào)干擾等因素影響。

        為了在“噪聲”中盡可能提取亮溫?cái)?shù)據(jù),研制團(tuán)隊(duì)在衛(wèi)星上安裝了三臺(tái)載荷,對(duì)海洋進(jìn)行“望聞問切”,同步獲取亮溫和干擾因素等數(shù)據(jù)。

        “望”即衛(wèi)星“登高望遠(yuǎn)”,“站”在“太空視角”,對(duì)全球海洋進(jìn)行大范圍的連續(xù)觀測(cè)。

        “聞”是海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星的重要工作。衛(wèi)星搭載了綜合孔徑輻射計(jì)、主被動(dòng)探測(cè)儀,均可“收聽”海面微波信號(hào)。主被動(dòng)探測(cè)儀中的被動(dòng)探測(cè)儀既可“收聽”海面“低聲訴說(shuō)”的亮溫信息,還能“收聽”海面“中高音”部分。

        “問”則由另一個(gè)載荷頻譜監(jiān)測(cè)儀完成。由于衛(wèi)星的主要工作波段L波段也是手機(jī)通信、北斗導(dǎo)航等的工作波段,衛(wèi)星接收到的信號(hào)會(huì)受到人類活動(dòng)信號(hào)干擾。而頻譜監(jiān)測(cè)儀如同一個(gè)功能更全面的“耳朵”,可以固定工作在L波段,通過“收聽”海面微波信號(hào),不僅可以分辨“音色”,還能“詢問”干擾源位置,精準(zhǔn)鎖定干擾信息,幫助科研人員排除射頻干擾。

        “切”則是衛(wèi)星唯一的主動(dòng)動(dòng)作,由主被動(dòng)探測(cè)儀中的主動(dòng)儀器——L波段微波散射計(jì)來(lái)完成。它通過向海面發(fā)射微波信號(hào),測(cè)算信號(hào)遇到海面波浪等發(fā)生的后向散射系數(shù),如同“伸手摸”海面的“皮膚狀況”,用來(lái)探測(cè)海面粗糙度。

        全天時(shí)、全天候、高精度

        在擁有海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星之前,中國(guó)大多采用海洋科考船或漂流浮標(biāo),來(lái)獲取一手海洋鹽度數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)覆蓋范圍和觀測(cè)連續(xù)性有限。而海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星可以全天時(shí)、全天候獲取全球海洋鹽度信息。

        衛(wèi)星研制人員表示,在正常工作狀態(tài)下,衛(wèi)星可以不間斷地記錄觀測(cè)數(shù)據(jù),并在飛行至地面站接收范圍內(nèi)時(shí)將數(shù)據(jù)下傳。衛(wèi)星每天可獲取全球70%以上的海洋鹽度數(shù)據(jù),每3天可覆蓋全球。

        高精度是海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星的另一特點(diǎn)。據(jù)衛(wèi)星研制人員介紹,海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星探測(cè)精度可達(dá)月均0.1PSU。PSU(實(shí)用鹽度標(biāo)準(zhǔn))是海洋學(xué)中用于衡量海洋鹽度的標(biāo)準(zhǔn),通常以‰表示。全球海洋平均鹽度為35‰,海洋中總含鹽量基本穩(wěn)定,然而受到降水、蒸發(fā)、陸地淡水匯入、洋流、海域封閉地形、海冰融化等影響,不同海域的含鹽量略有不同。

        “全球大部分海域的海水鹽度變化基本上只有幾個(gè)PSU,我們需要盡可能地捕捉海洋鹽度的細(xì)微變化。海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星的精確程度相當(dāng)于能夠準(zhǔn)確測(cè)出1000克海水中含35.0克鹽還是34.9克鹽?!毙l(wèi)星研制人員說(shuō)。

        據(jù)了解,衛(wèi)星獲取的海洋鹽度數(shù)據(jù)將在海洋環(huán)境預(yù)報(bào)、海洋生態(tài)預(yù)報(bào)、短期氣候預(yù)測(cè)、水循環(huán)監(jiān)測(cè)與研究、水下環(huán)境保障、極地海冰監(jiān)測(cè)、海面風(fēng)場(chǎng)和臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)、全球氣候變化研究等方面發(fā)揮重要作用。未來(lái),相關(guān)數(shù)據(jù)也將為世界共享,為全球海洋治理、維護(hù)全球海洋環(huán)境和人類共同利益貢獻(xiàn)中國(guó)力量。(完)

      【編輯:張燕玲】
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