歐空局CryoSat衛星設定新的海平面測量標準

歐空局CryoSat衛星設定新的海平面測量標準

海平面是一項非常靈敏的氣候變化指標，可反映氣候系統各個方面的情況，如熱量、冰川及冰蓋的消融等。精確監測海平面的變化不僅對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的社會和經濟影響，特別是對沿海地區的影響。然而，沿著蜿蜒曲折的海岸線對海平面進行測量是一項非常復雜的工作。歐空局（ESA）的CryoSat-2衛星目前正在通過其雷達測高儀改變這一狀況，從而使海平面的測量更簡便、準確。

此前的雷達測高儀主要用于海洋和陸地的高度測量，而CryoSat衛星搭載了首個為測量冰層而設計的傳感器——全天候微波雷達測高儀，能夠高精度地測量海平面，其垂直測量精度達1cm～3cm，能夠隨時掌握兩極冰蓋厚度的變化情況。這些信息有助于預測極地冰融化對海洋環流模式、海平面，以及全球氣候造成的影響。該雷達測高儀配備兩根天線，通過一個特殊裝

海置接收首次的雷達回聲并進行1m的差距補償，衛星上的觀測設備還可以更好地分辨下方冰層的形狀，有關冰川坡度及走向的信息也更為準確。挪威生命科學大學的科學家發現，CryoSat衛星能夠以極高的精度對沿海地區的海平面進行測量。

眾所周知，在沿海地帶使用衛星高度計進行海平面測量是非常困難的。由于挪威由眾多島嶼、陡峭的山區，以及狹長的海灣等組成，其擁有世界上第二長的海岸線，長約數十萬千米。通常，使用傳統的高度計獲取精確觀測數據必須要遠離海岸，因為在近海海岸使用雷達波測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獲得的讀數較為混亂，誤差達10cm甚至更大。

相比之下，CryoSat衛星的測量數據精度與挪威測繪局部署在挪威西南部的斯塔萬格（Stavanger）驗潮儀相當。傳統的測高儀在5年時間內獲得了幾十個與驗潮儀相近的觀測結果，而CryoSat衛星則獲得了7000多個與驗潮儀非常接近的測量結果，且結果更接近斯塔萬格驗潮儀獲得的數據，偏差在7cm以內，而傳統測高儀的偏差達10cm～15cm。這表明，在受海平面變化影響較大的沿海地帶，CryoSat衛星搭載的雷達測高儀的準確性更高。

此外，搭載在Envisat衛星和Jason-3衛星等衛星上的傳統測高儀的尺寸通常比CryoSat衛星和“哨兵”-3（Sentinel-3）衛星上搭載的新型雷達測高儀大10～30倍，同時，CryoSat衛星也為挪威的其它海岸的海平面測量提供了準確的測量數據。與部署在挪威北部的羅弗敦群島地區的卡伯爾沃格（Kabelv?g）驗潮儀相比，CryoSat衛星的測量誤差已經降至5.4cm。

據悉，計劃于2017年發射升空的“哨兵”-3號衛星將攜帶更為先進的類似傳感器，將持續對海洋、陸地、冰雪、大氣進行監測，為大規模全球海洋動力學研究提供重要信息。 (唐 甜)

▲ 歐空局的CryoSat-2衛星