SWOT 衛(wèi)星將以前所未有的分辨率收集全球水循環(huán)和漩渦的碳吸收數(shù)據(jù)，其搭載的微波雷達(dá)每 21 天會(huì)對(duì)全球完全掃描一次。

它將完善海洋環(huán)流模型，為氣候預(yù)測(cè)提供支撐，探索海洋如何吸收大氣熱量和二氧化碳。

SWOT 衛(wèi)星

海洋里的漩渦一直被忽視。

這些湍流的水漩渦，直徑從幾千米到數(shù)百千米不等，剝離了巨大的洋流并將熱量和二氧化碳混入到更深的海洋層中，就像將奶油攪入咖啡。

漩渦是海洋最有活力的特征，對(duì)于正確建立氣候模型至關(guān)重要，但以往的衛(wèi)星很難捕捉到，除非漩渦碰巧掃過(guò)大量的綠色浮游植物。

由美國(guó)航空航天局（NASA）和法國(guó)國(guó)家太空研究中心（CNES）聯(lián)合開(kāi)發(fā)的地表水和海洋地形（SWOT）衛(wèi)星發(fā)射后，漩渦以及陸地上河流和湖泊的潮起潮落將成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

這顆耗資 12 億美元的衛(wèi)星預(yù)計(jì)于 12 月 15 日從美國(guó)加利福尼亞州的范登堡太空軍基地搭載 SpaceX 公司的“獵鷹”9 號(hào)火箭發(fā)射升空，該衛(wèi)星攜帶的水面高度計(jì)，誤差為厘米級(jí)，可以觀測(cè)到漩渦。

“SWOT 將帶來(lái)巨大的變化?！蔽槠澔魻柡Ｑ笱芯克╓HOI）的物理海洋學(xué)家 J?托馬斯?法勒（J. Thomas Farrar）說(shuō)。

“這就像給海洋學(xué)家戴上了一副高清眼鏡?！狈▏?guó)圖盧茲太空、地球物理和海洋學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室的物理海洋學(xué)家羅斯瑪麗?莫羅（Rosemary Morrow）說(shuō)。

SWOT 衛(wèi)星可捕獲直徑小至 7 千米的漩渦，21 天就可以掃描整個(gè)地球。SWOT 將繪制出 600 多萬(wàn)個(gè)湖泊的高度變化圖，同時(shí)還可以捕獲寬度超過(guò) 100 米的河流的流量。

它將取代地面測(cè)量?jī)x離散間斷的數(shù)據(jù)，使水文領(lǐng)域的數(shù)據(jù)達(dá)到前所未有的完整性和全球性。“這將幫助我們了解在北極、非洲這些沒(méi)有地面數(shù)據(jù)的地方的水循環(huán)方式。”SWOT 淡水科學(xué)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人，來(lái)自北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校的水文學(xué)家塔姆林?帕維爾斯基（Tamlin Pavelsky）說(shuō)。

觀測(cè)漩渦幫助應(yīng)對(duì)全球變暖

近 40 年來(lái)，NASA 和 CNES 發(fā)射了一系列的雷達(dá)測(cè)高衛(wèi)星，通過(guò)雷達(dá)的反射脈沖來(lái)測(cè)量水位高度。

這些衛(wèi)星監(jiān)測(cè)了全球海平面的加速上升，這是氣候變化的基本指標(biāo)。通過(guò)測(cè)量海洋的凸起和凹陷，它們還捕獲了席卷全球的大規(guī)模洋流。但是衛(wèi)星粗糙的空間分辨率無(wú)法觀測(cè)到河流和小漩渦。

借助兩個(gè) 5 米長(zhǎng)的臂架，SWOT 獲得了更清晰的視野。每個(gè)臂架都配有一個(gè)天線，用于捕獲 SWOT 脈沖到地球表面的信號(hào)反射。

高增益天線使 SWOT 能夠測(cè)量小至幾千米寬的水域的高度，觀測(cè)小漩渦也成為可能。

有了精確的觀察數(shù)據(jù)，水文學(xué)家就能了解湖泊和河流是如何發(fā)生季節(jié)性變化的，以及厄爾尼諾等短期氣候驅(qū)動(dòng)因素有何的影響。

對(duì)于海洋生態(tài)學(xué)家來(lái)說(shuō)，SWOT 將能夠繪制出大壩或堰堤截流時(shí)，世界主要河流的水位如何下降，以及對(duì)水生棲息地破壞的嚴(yán)重程度。它還能監(jiān)測(cè)河流的演變，甚至捕獲順流而下的洪水，這將有助于洪水建模。

盡管 SWOT 只預(yù)計(jì)運(yùn)行 3 年，但科學(xué)家計(jì)劃尋找它觀測(cè)到的數(shù)據(jù)與陸地衛(wèi)星在可見(jiàn)光下觀測(cè)到的水體特征之間的相關(guān)性，例如不斷變化的湖泊和河流寬度。

這些可見(jiàn)的變化可以作為水位變化的依據(jù)，使研究人員能夠繼續(xù)密切關(guān)注地球的水循環(huán)。帕維爾斯基說(shuō)：“即使 SWOT 不復(fù)存在，科學(xué)家仍然可以繼續(xù)進(jìn)行研究分析。”

SWOT 對(duì)漩渦的觀測(cè)可能會(huì)是它最大的收獲。

WHOI 物理海洋學(xué)家西爾維婭?科爾（Sylvia Cole）表示，SWOT 將觀測(cè)海洋中數(shù)千個(gè)小漩渦如何攪動(dòng)海洋。莫羅說(shuō)，直徑只有幾千米的漩渦可能將熱量和碳帶到了兩極附近的海洋，甚至推動(dòng)了較小海域的混合。“我們可能低估了 90% 以上水資源的能量，因?yàn)槲覀兒雎粤诉@些小規(guī)模的水循環(huán)?！?/p>

杜蘭大學(xué)物理海洋學(xué)家宋克?丹根多夫（S?nke Dangendorf）認(rèn)為，在海岸線上，SWOT 將提供海平面上升對(duì)沿海汛情影響情況的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

海洋吸收了地球大氣中 90% 以上的多余熱量，其中絕大部分熱量都是人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體。

研究將幫助氣候科學(xué)家回答一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：“海洋開(kāi)始向大氣釋放大量熱量、從而加速全球變暖的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是什么時(shí)候。”