倚天观海,助力海洋发展战略

——中国海洋卫星应用面面观

Space Exploration - - 【海洋卫星专题】| 太空探索 - 文/ 郑本昌

近几十年来,中国高度重视海洋的开发和保护,尤其是随着“一带一路”战略的实施,建设海洋强国、维护海洋权益和加快发展海洋经济,对海洋探测与应用能力提出了更高的要求。

海洋卫星具有全天时、全天候、同步、快速、高频次、长期连续观测等 优势,可以经济、方便地对大面积海域实现实时、同步、连续的监测,是认识、研究、开发、利用和管理海洋的重要技术支撑和保障服务手段,也是我国海洋立体监测体系的重要组成部分。

如今,海洋卫星遥感技术已经进入系列化和业务化的发展阶段,该技术 作为海洋观测高新技术手段,已经广泛应用于我国海洋资源开发与管理、海洋环境监测与保护、海洋灾害监测与预报等领域。

海洋资源开发管理能手

渔场渔情信息服务。浮游藻类是海岸带生态系统中的生产者,是鱼类和贝类的食物来源。其中,叶绿素a含量可以反映海区浮游植物浓度的高低,且通常出现在河流入海口及上升流附近。同时,浮游植物因为具有丰富的营养物质,很受鱼类喜欢,从而能形成大量的渔场,例如,我国的舟山渔场。

但是,叶绿素浓度过高会导致水体透明度和溶解氧含量降低,对水中生命体不利。我国利用海洋卫星数据,结合 EOS/MODIS产品资料,可获取我国管辖海域及周边海域的叶绿素浓度分布信息,并及时传送给海洋渔业部门分析。

另外,海洋卫星上的雷达高度计和扫描微波辐射计能够识别出大洋中的锋面和中尺度涡,可以用来探测大洋渔场。目前,我国已经实现了以海洋二号A星和海洋一号1B星遥感资料为主,结合国外海洋卫星资料,对全球三大洋10个海域的鱼种进行每周一次的业务化渔情分析与预报。同时,在9家渔业公司近 150艘远洋渔船上安装了在线渔情系统,实现了近实时在线的海况分析和渔情预报服务,为我国远洋鱿钓渔船、金枪鱼延绳钓渔船、大型拖网渔船

和金枪鱼围网渔船的科学生产提供技术支撑,取得了显著的经济效益。

海平面变化监测。随着人类活动对海洋、大气系统影响的迅速扩大,全球变暖、海平面上升已经成为全球性环境问题。海平面上升给人类的生存环境造成了巨大威胁,已经引起全世界科学家和各国政府的高度关注。海洋卫星雷达高度计在全球海平面变化监测中具有独特的优势,获取的SSH数据已经成为全球平均海平面上升研究中的重要数据源。

近年来,我国利用海洋卫星雷达高度计的融合数据,实现了近海海平面变化的监测,并制作了近海及邻近海域的月平均、年平均以及较上一年度变化的海平面数据产品。

同时,利用这些海平面变化产品,各相关海洋预报和防灾减灾部门还开展了相应的海平面变化预测及海洋环境等产品的研制,向社会公众和相关海洋行业部门提供服务。

服务于海洋环境监测与保护

海洋水色环境监测。海洋水色环境是海洋环境的基础信息之一,也是海 洋生产和海洋科学等海洋活动的重要参考指标,利用海洋一号A/B 星能够实现对我国管辖海域海洋水色的大尺度、定期提取,实现对我国近海海洋水色环境的业务化监测,并可以制作旬、月、季平均的叶绿素浓度分布等海洋水色信息,为了解我国海域生态环境现状和海洋生物资源的开发与保护起到指导作用。

海表温度监测。海表温度是重要的海洋动力环境参数,利用海洋一号A/B星配备的两个红外通道,以及利用海洋二号A星扫描微波辐射计可获取境内外的海温遥感数据,实现对大洋海表温度要素的业务化监测。

此外,海洋预报和渔业部门也可以利用这些海温产品开展相应的海温预报和海洋渔业环境产品研制,服务于社会大众和相关海洋产业部门。

海洋灾害监测与预报成效显著

海冰灾害监测。我国渤海每年冬季有3个月左右的结冰期,冰情状况对海上交通和海上生产活动能够造成较大影响。我国国家卫星海洋应用中心利用海洋一号B星和多颗其他卫星的影像 资料,对渤海及黄海北部的海冰冰情进行监测。基于海冰参数提取算法和地理信息系统平台,能够提取海冰参数并及时、准确、有效地为相关部门提供卫星遥感海冰监测情况。

赤潮灾害监测。赤潮是海洋中的一种或多种微小浮游生物、原生动物或细菌,在特定环境条件下突发迅速增殖或聚集,引起一定海域范围在一段时间内变色的生态自然现象。

赤潮作为一种海洋灾害,不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害,且对人类健康和生命也有一定影响。我国东海海域是赤潮高发区域,利用海洋卫星的遥感技术可以为赤潮的监测和预报提供有利的观测手段。

近年来,国家卫星海洋应用中心利用自主研制的赤潮卫星监测业务化系统,制作和发布了多期赤潮卫星遥感监测报告。相关赤潮遥感监测结果以月报的形式报送至国家相关部门,应用于国务院办公室遥感信息服务工作。

绿潮灾害监测。大型海洋绿藻过量增殖的现象,被称为“绿潮”。人类向海洋中排放大量含氮和磷的污染物而造成的海水富营养化,是绿潮爆发的重要原因。

▲我国海洋一号卫星示意图

▲海洋卫星可为水上养殖业提供全天候服务 ▲我国海洋二号卫星可对近海海面风速进行观测

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