歐空局CryoSat衛(wèi)星設(shè)定新的海平面測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

歐空局CryoSat衛(wèi)星設(shè)定新的海平面測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

海平面是一項(xiàng)非常靈敏的氣候變化指標(biāo)，可反映氣候系統(tǒng)各個(gè)方面的情況，如熱量、冰川及冰蓋的消融等。精確監(jiān)測(cè)海平面的變化不僅對(duì)于理解氣候的形成和變化具有重要意義，而且有助于研究海平面上升所帶來(lái)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響，特別是對(duì)沿海地區(qū)的影響。然而，沿著蜿蜒曲折的海岸線對(duì)海平面進(jìn)行測(cè)量是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作。歐空局（ESA）的CryoSat-2衛(wèi)星目前正在通過(guò)其雷達(dá)測(cè)高儀改變這一狀況，從而使海平面的測(cè)量更簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。

此前的雷達(dá)測(cè)高儀主要用于海洋和陸地的高度測(cè)量，而CryoSat衛(wèi)星搭載了首個(gè)為測(cè)量冰層而設(shè)計(jì)的傳感器——全天候微波雷達(dá)測(cè)高儀，能夠高精度地測(cè)量海平面，其垂直測(cè)量精度達(dá)1cm～3cm，能夠隨時(shí)掌握兩極冰蓋厚度的變化情況。這些信息有助于預(yù)測(cè)極地冰融化對(duì)海洋環(huán)流模式、海平面，以及全球氣候造成的影響。該雷達(dá)測(cè)高儀配備兩根天線，通過(guò)一個(gè)特殊裝

海置接收首次的雷達(dá)回聲并進(jìn)行1m的差距補(bǔ)償，衛(wèi)星上的觀測(cè)設(shè)備還可以更好地分辨下方冰層的形狀，有關(guān)冰川坡度及走向的信息也更為準(zhǔn)確。挪威生命科學(xué)大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，CryoSat衛(wèi)星能夠以極高的精度對(duì)沿海地區(qū)的海平面進(jìn)行測(cè)量。

眾所周知，在沿海地帶使用衛(wèi)星高度計(jì)進(jìn)行海平面測(cè)量是非常困難的。由于挪威由眾多島嶼、陡峭的山區(qū)，以及狹長(zhǎng)的海灣等組成，其擁有世界上第二長(zhǎng)的海岸線，長(zhǎng)約數(shù)十萬(wàn)千米。通常，使用傳統(tǒng)的高度計(jì)獲取精確觀測(cè)數(shù)據(jù)必須要遠(yuǎn)離海岸，因?yàn)樵诮：０妒褂美走_(dá)波測(cè)量海平面高度極易受到干擾。曲折的海岸線意味著不同高度計(jì)獲得的讀數(shù)較為混亂，誤差達(dá)10cm甚至更大。

相比之下，CryoSat衛(wèi)星的測(cè)量數(shù)據(jù)精度與挪威測(cè)繪局部署在挪威西南部的斯塔萬(wàn)格（Stavanger）驗(yàn)潮儀相當(dāng)。傳統(tǒng)的測(cè)高儀在5年時(shí)間內(nèi)獲得了幾十個(gè)與驗(yàn)潮儀相近的觀測(cè)結(jié)果，而CryoSat衛(wèi)星則獲得了7000多個(gè)與驗(yàn)潮儀非常接近的測(cè)量結(jié)果，且結(jié)果更接近斯塔萬(wàn)格驗(yàn)潮儀獲得的數(shù)據(jù)，偏差在7cm以?xún)?nèi)，而傳統(tǒng)測(cè)高儀的偏差達(dá)10cm～15cm。這表明，在受海平面變化影響較大的沿海地帶，CryoSat衛(wèi)星搭載的雷達(dá)測(cè)高儀的準(zhǔn)確性更高。

此外，搭載在Envisat衛(wèi)星和Jason-3衛(wèi)星等衛(wèi)星上的傳統(tǒng)測(cè)高儀的尺寸通常比CryoSat衛(wèi)星和“哨兵”-3（Sentinel-3）衛(wèi)星上搭載的新型雷達(dá)測(cè)高儀大10～30倍，同時(shí)，CryoSat衛(wèi)星也為挪威的其它海岸的海平面測(cè)量提供了準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。與部署在挪威北部的羅弗敦群島地區(qū)的卡伯爾沃格（Kabelv?g）驗(yàn)潮儀相比，CryoSat衛(wèi)星的測(cè)量誤差已經(jīng)降至5.4cm。

據(jù)悉，計(jì)劃于2017年發(fā)射升空的“哨兵”-3號(hào)衛(wèi)星將攜帶更為先進(jìn)的類(lèi)似傳感器，將持續(xù)對(duì)海洋、陸地、冰雪、大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為大規(guī)模全球海洋動(dòng)力學(xué)研究提供重要信息。 (唐 甜)

▲ 歐空局的CryoSat-2衛(wèi)星