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海洋衛星是用於海洋水色,海面溫度,海冰,海流,海平面高度等的觀測,為海洋和海洋生物資源開放利用、海洋環境監測、海洋科學研究等領域服務而設計發射的一種人造地球衛星。

1 海洋衛星 -簡介

海洋衛星海洋衛星

海洋衛星是地球觀測衛星中的一個重要分支,是在氣象衛星和陸地資源衛星的基礎上發展起來的,屬於高檔次的地球觀測衛星,包括軍用海洋監視衛星、綜合性的海洋觀測衛星、各種專用的海洋學研究衛星等。

海洋衛星可以用於觀測海水光學特徵、葉綠素濃度、海表溫度、懸浮泥沙含量、可溶有機物和海洋污染物質,併兼顧觀測海水、淺海地形、海流特徵和海面上大氣氣溶膠等要素,掌握海洋初級生產力分佈、海洋漁業及養殖業資源狀況和環境質量,了解重點河口港灣的懸浮泥沙分佈規律,為海洋生物資源合理開發利用、沿岸海洋工程、河口港灣治理、海洋環境監測、環境保護和執法管理等提供科學依據和基礎數據。

2 海洋衛星 -基本特點

海洋衛星海洋衛星

海洋衛星與陸地衛星和氣象衛星相比,具有以下特點:

(1)可大面積、連續、同步或准同步探測海洋環境要素探測。

(2)海洋衛星可見光感測器波段多而窄,靈敏度和信噪比高(高出陸地衛星一個數量級)。

(3)為與海洋環境要素變化周期相匹配,海洋衛星的地面覆蓋周期為2~3天,空間解析度為250~1000m。

(4)由於水體的輻射強度微弱,而要使輻射強度均勻,具有可對比性,則要求水色衛星的降交點地方時(發射窗口)選擇在正午前後。

(5)某些海洋要素的測量,如海面粗糙的測量、海面風場的測量,除海洋衛星探測技術外,尚無其他辦法。

3 海洋衛星 -分類

按用途分,海洋衛星可分為海洋水色衛星、海洋動力環境衛星和海洋地形衛星。

海洋水色衛星

主要用於探測海洋水色要素,如葉綠素濃度、懸浮泥沙含量、有色可溶有機物等,此外也可獲得淺海水下地形、海冰、海水污染以及海流等有價值的信息。美國於1997年8月發射的seastar衛星是一例,此外,還有其他多顆這樣的衛星。

海洋地形衛星

主要用於探測海表面拓撲,即海平面高度的空間分佈。此外,還可探測海冰、有效波高、海面風速和海流等。美法合作於1992年8月發射的topex/poseidon衛星和gfo衛星是目前最精確的海洋地形探測衛星。此外,美國eos計劃將於2002年和2007年發射laser alt-1和alt-2,可用於精確測量陸表和冰面地形。

海洋動力環境衛星

主要用於探測海洋動力環境要素,如海面風場、浪場、流場、海冰等,此外,還可獲得海洋污染,淺水水下地形、海平面高度信息。歐洲空間局(esa)於1991年7月和1995年4月相繼發射的ers-1和ers-2是這類衛星中最具代表性的。此外,除了海洋衛星以外,還有不少海洋探測器搭載的衛星,但功能不外乎海洋水色、海表拓撲和海洋動力環境等方面內容。

4 海洋衛星 -用途

海洋衛星海洋衛星
維護海洋權

為海洋專屬經濟區(EEZ)綜合管理和維護國家海洋權益服務。海洋衛星一方面可為EEZ劃界的外交談判提供海洋環境和資源信息,尤其是那些調查船及飛機難以進入的敏感海域。

海洋監測

提高海洋環境監測預報能力。

資源調查

為海洋資源調查與開發服務。海洋資源主要是海洋油氣、海洋漁業和海岸帶資源。

軍事保障

加強海洋軍事活動保障。人造衛星及中、遠程導彈發射后彈道軌道的計算必須以全球大地水準面、重力場為基本參量。實時的海況、流場、海面風速資料對海軍水下艦艇的作戰與航行意義重大,這些資料是常規方法無法獲得的,特別是敵方海區的實時海況。

環境監測

有利於實施海洋污染監測、監視,保護海洋自然環境資源。海洋污染主要是石油污染和污水污染。海上石油污染來自陸源排放、海上油井泄漏及船舶排放等,其中陸源排放量最多。

災害預測

發展海洋衛星有利於加強全球氣候演變研究,提高對災害性氣候的預測能力。海水溫度是影響中長期天氣過程的重要因子。

5 海洋衛星 -發展歷程

自美國1978年6月22日發射世界上第一顆海洋衛星Seasat-A以後,蘇聯、日本、法國和歐洲空間局等相繼發射了一系列大型海洋衛星。這些衛星搭載有水色掃描儀、主動式和被動式微波遙感器、散射計、SAR等多種海洋遙感有效載荷,可提供全天候海況實時資料。現在能研製和發射海洋水色衛星的國家有中國、美國、俄羅斯、印度、韓國等。

1991年,歐洲空間局發射ERS-1衛星,星上裝有微波散射計、雷達高度計和微波輻射計等遙感器。

1992年美國和法國聯合發射TOPEX/Poseidon衛星。星上載有一台美國NASA的TOPEX雙頻高度計和一台法國CNES的Poseidon高度計,用於探測大洋環流、海況、極地海冰,研究這些因素對全球氣候變化的影響。

1997年8月1日,美國航天局發射了世界上第一顆專用海洋水色衛星SeaStar。

1999年1月27日,中國台灣省委託美國研製併發射一顆低軌道(600km)水色衛星ROCSAT-1,星上有效載荷為6通道水色遙感器(OCI)

ENVISAT-1衛星是ERS衛星的後繼星,2001年底發射,是一顆篝的有軌對地觀察衛星,將進行為期5年的對大氣海洋、陸地、冰的測量。

2002年5月和2007年4月,中國海洋水色衛星海洋一號A和海洋一號B分別成功發射。

2012年9月,國家海洋局國家衛星海洋應用中心表示2020年前,將發射8顆海洋系列衛星,形成對國家全部管轄海域乃至全球海洋水色環境和動力環境遙感監測的能力,同時加強對黃岩島、釣魚島以及西沙、中沙和南沙群島全部島嶼附近海域的監測。從太空監測海洋已成為世界各國探索海洋的重要方式。

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