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海洋卫星洞悉大海秘密

2018-11-08
来源:本站原创
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  海洋卫星洞悉大海机密

米国Seasat海洋卫星

  李会超

  消息配景

  远一段时间,对于海洋卫星的消息比较多:10月29日,中法配合研制的尾颗卫星――中法海洋卫星在酒泉卫星发射中心发射胜利;10月25日,我国“海洋二号B”卫星在太原卫星发射中心发射成功;9月8日,香港正版挂挂牌彩图,我国“海洋一号C”卫星在太本卫星发命中心成功发射。有新闻称,到2020年,我国将研制和发射3大类系列海洋卫星共十余颗。

  那末,海洋卫星毕竟是怎么的卫星?

  与太阳共舞,从太空看海洋

  在海洋卫星呈现前,人们对海洋研讨的数据多来自汽船或浮目的测量。但是,汽船出海一次能够覆盖的空间范畴无限,同时也易以在时间上连绝监测某一地域的数据变更。而浮标固然能给出时光上持续的不雅测数据,当心个别难以高稀度安排,无法对海洋中各类景象在空间上的变化给出充足精致的剖析。

  跟着航天技术的发展,人们开始利用遥感卫星从太空中视察我们的地球,海洋探测也因而迎来了新的机会。在卫星探海的晚期,人们大都利用总是性的景象卫星和资源卫星上拆载的仪器获取海洋的信息。但因为海洋现象和变化的特别性,需要专门进行海洋探测的卫星能力满意人们了解海洋的需供。

  1975年,世界上第一颗海洋卫星Seasat在米国发射降空。这颗卫星由NASA所属的喷气动力试验室研制,主要任务是考证使用专门的海洋卫星进行海洋探测的可行性,并摸索将来真挚投进营业运转的海洋卫星的设想需要。在轨道上工作了106天之后,这颗卫星可怜遭受了一次外部电路的大范围短路事变,无法持续履行义务。虽然在轨时间不少,数据的辨别率也无法与之后的卫星比拟,但它下面安装的仪器简直涵盖了当今海洋卫星使用仪器的全体品种,为以后的海洋卫星发作奠基了基本。

  为了给全球的海洋进行扫描,海洋卫星多数工作在太阳同步轨道上,天天在相同的时间经由世界各地,在大体相同的太阳对地光照条件下观测空中。如果我国的某颗海洋卫星第一次经过南海某岛屿上空时,太阳高挂于正南边,那么这颗卫星下次光顾应岛屿时,太阳也应当处于大抵雷同的位置。和定点于赤道上空、加倍为人所知的地球同步轨道分歧的是,太阳同步轨道的倾角普通比拟高,卫星在工作过程当中要经过南北南北极上空。为了更清楚地察看地球表面的情况,海洋卫星的轨道高度正常只要数百公里,比地球同步轨道三万六千千米的高度要低很多。

  自上世纪70年月开端,各国开初研造发射特地用于海洋遥感探测的海洋卫星,迄古已稀有十颗海洋卫星上天,付与了咱们懂得这片温存天下的“千里眼”。

  海洋水色卫星:掀开海水中的成份秘密

  我国的海洋卫星起步于21世纪,今朝已构成了“海洋一号”和“海洋发布号”两个卫星家属。个中,“海洋一号”卫星属于海洋火色卫星。

  在我们的生涯教训中,明澈的水如果掺进了其他物资就会变色,而海洋水色卫星所探测的也恰是海水中所包括的叶绿素浓度、悬浮颗粒物和无机物浓度等特点。

  海洋水色卫星洞悉海洋秘密的“兵器”是光谱扫描成像仪。照耀地球的阳光现实上是由很多分歧波段的光线独特构成的。当阳光照射到海洋上并被海洋水体反射后,水体内所包含的物质会引发特定波段光线的光谱特征变化,产生变化的波段可以在真验室中事后肯定。扫描成像仪可以从反射的光芒中提掏出需要存眷的波段的光谱特征。之后,经由过程计算分析就能够失掉海水中包露的物质特征。为了实现观测任务,海洋水色卫星所使用的光谱扫描成像仪必需具有高信噪比、精准的光谱呼应标定和正确的辐射定标粗度等特征。也就是道,这种仪器不但要能够非常浑晰地看到海洋反射的光线,还要对自己自身的“体质”也有明白的意识。同时,在通过光谱数据揣摸所要探测的物度特征时,需要斟酌光线在传布道路上所遭到的大气层硬套,计划公道的计算办法。

  世界上第一颗海洋水色卫星是米国于1997年8月1日发射的“海星”(Seastar),厥后,这颗卫星又被从新定名为“轨道观测-2号”卫星。这颗卫星上只装备了一台名为海洋观测宽视场遥感器的载荷,领有8个观测频段,空间分辩率为1.13公里。这颗卫星的主要科学目的是探索海洋浮游生物的分布和运动,分析海洋在全球碳轮回和其他生归天学循环中的感化,并增进海水水色数据处置技术的发展。在“海星”之后,好国还发射了名为“土”(Terra)和“水”(Aqua)的两颗海洋水色卫星,形成了“地球观测体系”的一个重要部门,仪器的分辨率进步到了最高250米。此外,岛国、韩国、印度等国也发射了本人的海洋水色卫星。

  我国的海洋水色卫星家族由“海洋一号A”“海洋一号B”和往年9月刚刚发射的“海洋一号C”构成。“海洋一号A”卫星装备了10谱段海洋水色扫描仪和4谱段海岸带成像仪,运行在高度为798公里的太阳准同步轨道上。它于2002年5月15日升空后,在轨运行685天,停止了我国不海洋卫星的近况。作为“海洋一号A”的后续业务星,2007年发射的“海洋一号B”卫星在轨运行时间到达了8年10个月,超期退役5年10个月,卫星的各项技术目标也比“海洋一号A”有了很大的晋升。

  “海洋一号B”传回的数据为死态监测和渔业出产提供了主要的辅助。海洋中的浮游生物和细菌等在必定条件下的暴发性删殖和凑集,会惹起一定范围内的海水变色。这类现象被称为“赤潮”,对海洋环境和渔业、养殖业皆有重大迫害。“海洋一号B”卫星的数据可让有关部门对较大范围内的赤潮发生情况进行监测,采用相闭办法。而形似动物的海洋绿藻的过增殖,则会激起另一种被称为“绿潮”的现象。绿潮岂但会妨碍海上旅行和活动,还会大批耗费海水中的氧气,要挟海洋养殖。“海洋一号B”卫星异样能提供这种现象的监测。

  海洋动力环境卫星:

  观测海风取海浪

  海浪是海洋中最广为人知的一种现象,从“无风三尺浪”到风暴时代的波涛汹涌,海浪赐与了大海多变的“性情”,而风的变化又是海洋“心境”变化的一个动果。海洋动力环境卫星就具有从太空中探测海浪和海风的本事。此外,它还能对海水活动的速率方向和海上的结冰情况进行探测。

  海洋能源情况卫星的重要探测手腕为微波遥感。在人类第一颗大陆卫星Seasat上,就设备了多台微波遥感仪器。刚发射的中法海洋卫星上,拆备了中国迷信院国度空间科教核心研收的用于测度海面风场的微波散射计。在进行探测时,微波散射计会背海面发射微波旌旗灯号。假如海面是安静的,那束斜射到海面上的微波旌旗灯号便会被反射到其余标的目的上,无奈被卫星吸收。而如果此时海里在风的吹动下曾经起浪,有一局部微波疑号就会被升沉的波浪反射向卫星的圆向,被卫星上的仪器接受到。经由过程相干的数学本相进行反演盘算后,便可获得风的强度。而风的偏向,则须要每每同的偏向进止屡次丈量后才干断定。为此,中法海洋卫星的微波集射计上装置了一个可能滚动的天线,可以借助卫星正在轨讲上的挪动对付一个地区进行多次探测。卫星上的另外一台微波远感仪器是法国方面研发的海洋波谱仪,能够对波浪的下度跟幅量禁止探测。两台仪器“单剑开璧”,可使人们获得海洋名义情形的平面信息。微波遥感观察不受气象、光照等前提烦扰,即使海面以上有云层笼罩,也能连续发展探测任务,从而可以供给齐地利、全天候的没有连续办事。

  除中法海洋卫星中,我国的海洋动力情况卫星“海洋二号A”和“海洋二号B”也接踵于2011年8月和本年10月发射,“海洋二号A”卫星获取的不雅测数据已经在应答灾祸性海上天色的工做中施展感化。比方,每一年夏春节令,都邑有台风攻击我国华东、华北等天区。“海洋二号A”上的微波散射计能够获取全球规模内海面邻近的风速、风向。应用风速散布,寻觅高风速区域中的极小值,就能发现台风眼的位置。另外,经过风向的分布,找到台风涡旋构造的中央面,也是获与台风眼地位的一种方式。发明台风眼后,就可以对台风中央进行有用监测,实时对台风的濒临和上岸做出预警。

  “海洋二号A”卫星和“海洋一号B”卫星的数据联合应用时,借可以辨认出年夜洋中可能存在渔业姿势的区域,从而可以用去探测大洋渔场。今朝,相关营业部分已经可以对寰球三年夜洋10个海疆的鱼种进行每周一次的剖析和预告,预报成果可以及时散发到在海洋上功课的近海渔船上,为金枪鱼等鱼类的科学捕捞提供技巧支持。