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 天會對全球完全掃描一次。

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，除非漩渦碰巧掃過大量的綠色浮游植物。

由美國航空航天局（NASA）和法國國家太空研究中心（CNES）聯(lián)合開發(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，可以觀測到漩渦。

“SWOT 將帶來巨大的變化?！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。

“這就像給海洋學(xué)家戴上了一副高清眼鏡?！狈▏鴪D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。

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 多萬個(gè)湖泊的高度變化圖，同時(shí)還可以捕獲寬度超過 100 米的河流的流量。

它將取代地面測量儀離散間斷的數(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，來自北卡羅來納大學(xué)教堂山分校的水文學(xué)家塔姆林?帕維爾斯基（Tamlin Pavelsky）說。

觀測漩渦幫助應(yīng)對全球變暖

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

這些衛(wèi)星監(jiān)測了全球海平面的加速上升，這是氣候變化的基本指標(biāo)。通過測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法觀測到河流和小漩渦。

借助兩個(gè) 5 米長的臂架，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反射。

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

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)動因素有何的影響。

對于海洋生態(tài)學(xué)家來說，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，以及對水生棲息地破壞的嚴(yán)重程度。它還能監(jiān)測河流的演變，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)劃尋找它觀測到的數(shù)據(jù)與陸地衛(wèi)星在可見光下觀測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：“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?！?/p>

SWOT 對漩渦的觀測可能會是它最大的收獲。

WHOI 物理海洋學(xué)家西爾維婭?科爾（Sylvia Cole）表示，SWOT 將觀測海洋中數(shù)千個(gè)小漩渦如何攪動海洋。莫羅說，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活動產(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)鍵問題：“海洋開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?！?/p>