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海洋温度监测:评估海洋生态系统的重要依据

2023-10-16

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海洋覆盖了70%的地球表面,是地球上最大的自然生态系统。由于海洋环境复杂多变,对其进行环境监测和应急预警至关重要。其中,利用卫星遥感技术对海洋水文信息的监测与预报,对海洋资源的开发、海洋经济的发展、海洋生态的保护及海洋权益的维护方面至关重要。

海洋环境遥感监测

由于海洋面积广阔,海域深远,传统的地面监测方法难以满足海洋环境监测的需要。在解决海洋环境问题方面,遥感技术比传统调查技术更为广泛,更高效率。具有其独特的优势。   一是不受地理位置、天气和人为条件的限制,可以覆盖地理位置偏远、环境条件恶劣的海区及由于政治原因不能直接去进行常规调查的海区;   二是卫星遥感获取的海洋信息量非常大,能提供大面积的海面图像,每个像幅的覆盖面积达上千平方公里,对海洋资源普查、大面积测绘制图及污染监测都极为有利;   三是卫星遥感能周期性地监视大洋环流、海面温度场的变化、鱼群的迁移、污染物的运移等。

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海洋温度监测

在海洋环境的研究中,海洋表面温度是海洋环境监测的重要指标之一。海洋温度是指海水的温度值,其变化可以是大尺度的季节性和年际性变化,也可以是小尺度的局域性变化。海洋温度对于海洋生物和生态系统有着重要影响,也是海洋气候研究的基本要素。  利用遥感技术,我们可以获取到全球范围内的海洋表面温度数据。这些数据可以用于监测海洋水温的变化趋势,预测气候变化,评估海洋生态系统的健康状况等。同时,海洋表面温度数据还可以用于监测海洋循环和海洋风暴等极端天气事件。

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中科西光航天-厦门海洋温度监测

传统的海域海温观测采用了人工测量的方法,人力成本及时间成本大,且覆盖范围有限。  遥感卫星在热红外波段范围内能够通过对海域热红外信息的提取,较为准确地反演海域温度,具有快速覆盖、大数据量、连续观测的优点。  根据这些影像,可以分析温度变化的趋势和规律,从而预测未来海洋温度情况,为全球气候变化研究提供数据。同时,通过对海洋温度的监测,还可以提供重要的气象和海洋环境信息,为海洋资源开发和航海安全提供依据。

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本文的海表温度采用劈窗法(MCSST)进行计算,先将2个热红外波段值经过普朗克方程计算出亮温,进而通过实测数据得到拟合参数,带入劈窗法计算公式得出结果。由图可知,厦门市附近海域在7月初整体温度偏高,在8月底温度下降。

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 通过卫星遥感获得数据,再结合海洋水温水深、海流、海底地形、盐度、溶解氧等海洋要素的电磁波特性,可以对海底地形、海洋水温气象因素和海洋生物进行深入的研究,从宏观上了解海洋生态系统的动态变化,为海洋研究提供了新的技术手段,开拓了新的研究领域。

21世纪是海洋的世纪,卫星遥感技术是充分利用现有数据和信息资源的最佳途径,是实现海洋资源与环境可持续发展的关键技术和重要手段。在全球变化、资源调查、环境监测与预测中起着其它技术无法替代的作用。