文/

近幾十年來，中國高度重視海洋的開發(fā)和保護，尤其是隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，建設(shè)海洋強國、維護海洋權(quán)益和加快發(fā)展海洋經(jīng)濟,對海洋探測與應(yīng)用能力提出了更高的要求。

海洋衛(wèi)星具有全天時、全天候、同步、快速、高頻次、長期連續(xù)觀測等優(yōu)勢，可以經(jīng)濟、方便地對大面積海域?qū)崿F(xiàn)實時、同步、連續(xù)的監(jiān)測，是認(rèn)識、研究、開發(fā)、利用和管理海洋的重要技術(shù)支撐和保障服務(wù)手段，也是我國海洋立體監(jiān)測體系的重要組成部分。

如今，海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)已經(jīng)進入系列化和業(yè)務(wù)化的發(fā)展階段，該技術(shù)作為海洋觀測高新技術(shù)手段，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國海洋資源開發(fā)與管理、海洋環(huán)境監(jiān)測與保護、海洋災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)報等領(lǐng)域。

海洋資源開發(fā)管理能手

漁場漁情信息服務(wù)。浮游藻類是海岸帶生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，是魚類和貝類的食物來源。其中，葉綠素a含量可以反映海區(qū)浮游植物濃度的高低，且通常出現(xiàn)在河流入?？诩吧仙鞲浇?。同時，浮游植物因為具有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，很受魚類喜歡，從而能形成大量的漁場，例如，我國的舟山漁場。

但是，葉綠素濃度過高會導(dǎo)致水體透明度和溶解氧含量降低，對水中生命體不利。我國利用海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合EOS/MODIS產(chǎn)品資料，可獲取我國管轄海域及周邊海域的葉綠素濃度分布信息，并及時傳送給海洋漁業(yè)部門分析。

另外，海洋衛(wèi)星上的雷達(dá)高度計和掃描微波輻射計能夠識別出大洋中的鋒面和中尺度渦，可以用來探測大洋漁場。目前，我國已經(jīng)實現(xiàn)了以海洋二號A星和海洋一號1B星遙感資料為主，結(jié)合國外海洋衛(wèi)星資料，對全球三大洋10個海域的魚種進行每周一次的業(yè)務(wù)化漁情分析與預(yù)報。同時，在9家漁業(yè)公司近150艘遠(yuǎn)洋漁船上安裝了在線漁情系統(tǒng)，實現(xiàn)了近實時在線的海況分析和漁情預(yù)報服務(wù)，為我國遠(yuǎn)洋魷釣漁船、金槍魚延繩釣漁船、大型拖網(wǎng)漁船和金槍魚圍網(wǎng)漁船的科學(xué)生產(chǎn)提供技術(shù)支撐，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

海平面變化監(jiān)測。隨著人類活動對海洋、大氣系統(tǒng)影響的迅速擴大，全球變暖、海平面上升已經(jīng)成為全球性環(huán)境問題。海平面上升給人類的生存環(huán)境造成了巨大威脅，已經(jīng)引起全世界科學(xué)家和各國政府的高度關(guān)注。海洋衛(wèi)星雷達(dá)高度計在全球海平面變化監(jiān)測中具有獨特的優(yōu)勢，獲取的SSH數(shù)據(jù)已經(jīng)成為全球平均海平面上升研究中的重要數(shù)據(jù)源。

近年來，我國利用海洋衛(wèi)星雷達(dá)高度計的融合數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了近海海平面變化的監(jiān)測，并制作了近海及鄰近海域的月平均、年平均以及較上一年度變化的海平面數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

同時，利用這些海平面變化產(chǎn)品，各相關(guān)海洋預(yù)報和防災(zāi)減災(zāi)部門還開展了相應(yīng)的海平面變化預(yù)測及海洋環(huán)境等產(chǎn)品的研制，向社會公眾和相關(guān)海洋行業(yè)部門提供服務(wù)。

▲ 我國海洋二號衛(wèi)星可對近海海面風(fēng)速進行觀測

▲ 海洋衛(wèi)星可為水上養(yǎng)殖業(yè)提供全天候服務(wù)

服務(wù)于海洋環(huán)境監(jiān)測與保護

海洋水色環(huán)境監(jiān)測。海洋水色環(huán)境是海洋環(huán)境的基礎(chǔ)信息之一，也是海洋生產(chǎn)和海洋科學(xué)等海洋活動的重要參考指標(biāo)，利用海洋一號A/B星能夠?qū)崿F(xiàn)對我國管轄海域海洋水色的大尺度、定期提取，實現(xiàn)對我國近海海洋水色環(huán)境的業(yè)務(wù)化監(jiān)測，并可以制作旬、月、季平均的葉綠素濃度分布等海洋水色信息，為了解我國海域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀和海洋生物資源的開發(fā)與保護起到指導(dǎo)作用。

海表溫度監(jiān)測。海表溫度是重要的海洋動力環(huán)境參數(shù)，利用海洋一號A/B星配備的兩個紅外通道，以及利用海洋二號A星掃描微波輻射計可獲取境內(nèi)外的海溫遙感數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對大洋海表溫度要素的業(yè)務(wù)化監(jiān)測。

此外，海洋預(yù)報和漁業(yè)部門也可以利用這些海溫產(chǎn)品開展相應(yīng)的海溫預(yù)報和海洋漁業(yè)環(huán)境產(chǎn)品研制，服務(wù)于社會大眾和相關(guān)海洋產(chǎn)業(yè)部門。

海洋災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)報成效顯著

海冰災(zāi)害監(jiān)測。我國渤海每年冬季有3個月左右的結(jié)冰期，冰情狀況對海上交通和海上生產(chǎn)活動能夠造成較大影響。我國國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心利用海洋一號B星和多顆其他衛(wèi)星的影像資料，對渤海及黃海北部的海冰冰情進行監(jiān)測?；诤１鶇?shù)提取算法和地理信息系統(tǒng)平臺，能夠提取海冰參數(shù)并及時、準(zhǔn)確、有效地為相關(guān)部門提供衛(wèi)星遙感海冰監(jiān)測情況。

赤潮災(zāi)害監(jiān)測。赤潮是海洋中的一種或多種微小浮游生物、原生動物或細(xì)菌，在特定環(huán)境條件下突發(fā)迅速增殖或聚集，引起一定海域范圍在一段時間內(nèi)變色的生態(tài)自然現(xiàn)象。

赤潮作為一種海洋災(zāi)害，不僅給海洋環(huán)境、海洋漁業(yè)和海水養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重危害，且對人類健康和生命也有一定影響。我國東海海域是赤潮高發(fā)區(qū)域，利用海洋衛(wèi)星的遙感技術(shù)可以為赤潮的監(jiān)測和預(yù)報提供有利的觀測手段。

近年來，國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心利用自主研制的赤潮衛(wèi)星監(jiān)測業(yè)務(wù)化系統(tǒng)，制作和發(fā)布了多期赤潮衛(wèi)星遙感監(jiān)測報告。相關(guān)赤潮遙感監(jiān)測結(jié)果以月報的形式報送至國家相關(guān)部門，應(yīng)用于國務(wù)院辦公室遙感信息服務(wù)工作。

綠潮災(zāi)害監(jiān)測。大型海洋綠藻過量增殖的現(xiàn)象，被稱為“綠潮”。人類向海洋中排放大量含氮和磷的污染物而造成的海水富營養(yǎng)化，是綠潮爆發(fā)的重要原因。

▲ 我國海洋衛(wèi)星星座示意圖

▲ 衛(wèi)星拍攝的海洋照片

海藻在鐵量增加、陽光照射和其他所有條件同時出現(xiàn)的情況下，會瘋狂生長繁殖，進而形成綠潮。如今，綠潮已成為世界范圍內(nèi)的近海、海灣和入?？诘群Ｓ虻囊粋€普遍現(xiàn)象 。

2008年6-9月，青島近岸海域發(fā)生大面積滸苔自然災(zāi)害，嚴(yán)重威脅到青島奧運會帆船比賽的順利進行。國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心利用海洋一號B 星的探測大范圍、實時性等特點，開展了應(yīng)對黃海綠潮災(zāi)害的應(yīng)急工作，其提供的大量衛(wèi)星遙感資料，提高了工作人員清理綠潮的效率，保障了奧帆賽的順利進行。

在此之后，海洋衛(wèi)星監(jiān)測達(dá)到了業(yè)務(wù)化應(yīng)用水平，我國每年夏季都會利用衛(wèi)星對黃海和東海的綠潮實行動態(tài)監(jiān)測，為當(dāng)?shù)氐暮Ｉ辖煌?、養(yǎng)殖等部門提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

臺風(fēng)監(jiān)測。臺風(fēng)是中心持續(xù)風(fēng)速在12級到13級的熱帶氣旋。臺風(fēng)發(fā)源于熱帶海面，那里溫度高，大量的海水被蒸發(fā)到空中，形成低壓中心。隨著氣壓的變化和地球自身的運動，流入的空氣被旋轉(zhuǎn)起來，形成一個逆時針旋轉(zhuǎn)的空氣漩渦，這就是熱帶氣旋。如果氣溫不下降，熱帶氣旋會越來越大，最后形成臺風(fēng)。

臺風(fēng)是我國沿海地區(qū)的主要海洋災(zāi)害之一。海洋遙感衛(wèi)星以其大面積、全天候和全天時的觀測優(yōu)勢，成為監(jiān)測臺風(fēng)的有效手段。例如。我國海洋二號A星攜帶的微波散射計能夠?qū)ε_風(fēng)和風(fēng)暴潮進行有效監(jiān)測。

另外，海洋二號A還在國際合作中大顯身手。2012年，形成于大西洋洋面上的一級颶風(fēng)“桑迪”，因其侵襲美國東部，造成嚴(yán)重災(zāi)害而受到關(guān)注。桑迪颶風(fēng)于當(dāng)年10月28日至30日橫掃美國東部海岸，我國利用海洋二號A星在10月27日成功觀測到該颶風(fēng)及其移動方向，將數(shù)據(jù)提供給美國后，為其有效防范颶風(fēng)在10月28日的登陸提供了預(yù)警。

風(fēng)暴潮監(jiān)測。風(fēng)暴潮是發(fā)生在沿海地區(qū)的一種海洋自然災(zāi)害，強烈的空氣擾動引起海面變化，這種變化與天文潮疊加時，海水暴漲造成自然災(zāi)害。

風(fēng)暴潮會導(dǎo)致近海及沿岸淺水域的水位猛烈增長，當(dāng)風(fēng)暴潮與天文潮迭加后的水位超過沿岸“水位警戒線”時，會造成海水外溢，甚至泛濫成災(zāi)，造成人民生命財產(chǎn)及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、海業(yè)、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域的巨大損失。因此，有效對風(fēng)暴潮進行預(yù)警預(yù)報，是預(yù)防和減小風(fēng)暴潮損失的關(guān)鍵。

我國海洋衛(wèi)星上搭載的微波散射計在熱帶氣旋的觀測中具有明顯的優(yōu)勢，能夠觀測熱帶氣旋的風(fēng)速和風(fēng)向，對渦旋特征進行識別和定位，并能夠?qū)崟r監(jiān)測熱帶氣旋移動路徑。

海嘯預(yù)警。海嘯是一種破壞性極強的海浪，能夠帶來巨大的經(jīng)濟損失，實時對海浪進行監(jiān)測是防范海嘯的一種有效手段。我國海洋二號A星攜帶的雷達(dá)高度計已具備高精度、全天候、全天時獲取全球海洋有效波高和海面高度信息的能力，也可為海嘯監(jiān)測提供可靠的觀測數(shù)據(jù)。

例如，2012年印尼大地震發(fā)生后，我國利用海洋二號A星雷達(dá)高度計實現(xiàn)了對印尼地震前后SWH的監(jiān)測，初步判定在印度洋海域不會發(fā)生海嘯，這也與美國太平洋海嘯預(yù)警中心發(fā)布的海嘯預(yù)警信息相符合，事后的結(jié)果也證明了海洋二號A星具備提供海嘯預(yù)警預(yù)報的能力。