倚天觀海，助力海洋發展戰略
——中國海洋衛星應用面面觀

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近幾十年來，中國高度重視海洋的開發和保護，尤其是隨著“一帶一路”戰略的實施，建設海洋強國、維護海洋權益和加快發展海洋經濟,對海洋探測與應用能力提出了更高的要求。

海洋衛星具有全天時、全天候、同步、快速、高頻次、長期連續觀測等優勢，可以經濟、方便地對大面積海域實現實時、同步、連續的監測，是認識、研究、開發、利用和管理海洋的重要技術支撐和保障服務手段，也是我國海洋立體監測體系的重要組成部分。

如今，海洋衛星遙感技術已經進入系列化和業務化的發展階段，該技術作為海洋觀測高新技術手段，已經廣泛應用于我國海洋資源開發與管理、海洋環境監測與保護、海洋災害監測與預報等領域。

海洋資源開發管理能手

漁場漁情信息服務。浮游藻類是海岸帶生態系統中的生產者，是魚類和貝類的食物來源。其中，葉綠素a含量可以反映海區浮游植物濃度的高低，且通常出現在河流入海口及上升流附近。同時，浮游植物因為具有豐富的營養物質，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。我國利用海洋衛星數據，結合EOS/MODIS產品資料，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部門分析。

另外，海洋衛星上的雷達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，我國已經實現了以海洋二號A星和海洋一號1B星遙感資料為主，結合國外海洋衛星資料，對全球三大洋10個海域的魚種進行每周一次的業務化漁情分析與預報。同時，在9家漁業公司近150艘遠洋漁船上安裝了在線漁情系統，實現了近實時在線的海況分析和漁情預報服務，為我國遠洋魷釣漁船、金槍魚延繩釣漁船、大型拖網漁船和金槍魚圍網漁船的科學生產提供技術支撐，取得了顯著的經濟效益。

海平面變化監測。隨著人類活動對海洋、大氣系統影響的迅速擴大，全球變暖、海平面上升已經成為全球性環境問題。海平面上升給人類的生存環境造成了巨大威脅，已經引起全世界科學家和各國政府的高度關注。海洋衛星雷達高度計在全球海平面變化監測中具有獨特的優勢，獲取的SSH數據已經成為全球平均海平面上升研究中的重要數據源。

近年來，我國利用海洋衛星雷達高度計的融合數據，實現了近海海平面變化的監測，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據產品。

同時，利用這些海平面變化產品，各相關海洋預報和防災減災部門還開展了相應的海平面變化預測及海洋環境等產品的研制，向社會公眾和相關海洋行業部門提供服務。

▲ 我國海洋二號衛星可對近海海面風速進行觀測

▲ 海洋衛星可為水上養殖業提供全天候服務

服務于海洋環境監測與保護

海洋水色環境監測。海洋水色環境是海洋環境的基礎信息之一，也是海洋生產和海洋科學等海洋活動的重要參考指標，利用海洋一號A/B星能夠實現對我國管轄海域海洋水色的大尺度、定期提取，實現對我國近海海洋水色環境的業務化監測，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環境現狀和海洋生物資源的開發與保護起到指導作用。

海表溫度監測。海表溫度是重要的海洋動力環境參數，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外的海溫遙感數據，實現對大洋海表溫度要素的業務化監測。

此外，海洋預報和漁業部門也可以利用這些海溫產品開展相應的海溫預報和海洋漁業環境產品研制，服務于社會大眾和相關海洋產業部門。

海洋災害監測與預報成效顯著

海冰災害監測。我國渤海每年冬季有3個月左右的結冰期，冰情狀況對海上交通和海上生產活動能夠造成較大影響。我國國家衛星海洋應用中心利用海洋一號B星和多顆其他衛星的影像資料，對渤海及黃海北部的海冰冰情進行監測。基于海冰參數提取算法和地理信息系統平臺，能夠提取海冰參數并及時、準確、有效地為相關部門提供衛星遙感海冰監測情況。

赤潮災害監測。赤潮是海洋中的一種或多種微小浮游生物、原生動物或細菌，在特定環境條件下突發迅速增殖或聚集，引起一定海域范圍在一段時間內變色的生態自然現象。

赤潮作為一種海洋災害，不僅給海洋環境、海洋漁業和海水養殖業造成嚴重危害，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區域，利用海洋衛星的遙感技術可以為赤潮的監測和預報提供有利的觀測手段。

近年來，國家衛星海洋應用中心利用自主研制的赤潮衛星監測業務化系統，制作和發布了多期赤潮衛星遙感監測報告。相關赤潮遙感監測結果以月報的形式報送至國家相關部門，應用于國務院辦公室遙感信息服務工作。

綠潮災害監測。大型海洋綠藻過量增殖的現象，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化，是綠潮爆發的重要原因。

▲ 我國海洋衛星星座示意圖

▲ 衛星拍攝的海洋照片

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的近海、海灣和入海口等海域的一個普遍現象 。

2008年6-9月，青島近岸海域發生大面積滸苔自然災害，嚴重威脅到青島奧運會帆船比賽的順利進行。國家衛星海洋應用中心利用海洋一號B 星的探測大范圍、實時性等特點，開展了應對黃海綠潮災害的應急工作，其提供的大量衛星遙感資料，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，海洋衛星監測達到了業務化應用水平，我國每年夏季都會利用衛星對黃海和東海的綠潮實行動態監測，為當地的海上交通、養殖等部門提供數據服務。

臺風監測。臺風是中心持續風速在12級到13級的熱帶氣旋。臺風發源于熱帶海面，那里溫度高，大量的海水被蒸發到空中，形成低壓中心。隨著氣壓的變化和地球自身的運動，流入的空氣被旋轉起來，形成一個逆時針旋轉的空氣漩渦，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。

臺風是我國沿海地區的主要海洋災害之一。海洋遙感衛星以其大面積、全天候和全天時的觀測優勢，成為監測臺風的有效手段。例如。我國海洋二號A星攜帶的微波散射計能夠對臺風和風暴潮進行有效監測。

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“桑迪”，因其侵襲美國東部，造成嚴重災害而受到關注。桑迪颶風于當年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及其移動方向，將數據提供給美國后，為其有效防范颶風在10月28日的登陸提供了預警。

風暴潮監測。風暴潮是發生在沿海地區的一種海洋自然災害，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害。

風暴潮會導致近海及沿岸淺水域的水位猛烈增長，當風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，造成人民生命財產及工業、農業、海業、交通運輸等領域的巨大損失。因此，有效對風暴潮進行預警預報，是預防和減小風暴潮損失的關鍵。

我國海洋衛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勢，能夠觀測熱帶氣旋的風速和風向，對渦旋特征進行識別和定位，并能夠實時監測熱帶氣旋移動路徑。

海嘯預警。海嘯是一種破壞性極強的海浪，能夠帶來巨大的經濟損失，實時對海浪進行監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，也可為海嘯監測提供可靠的觀測數據。

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