Giám sát nhiệt độ đại dương: một cơ sở quan trọng để đánh giá hệ sinh thái biển.

Đại dương bao phủ 70% bề mặt Trái đất và là hệ sinh thái tự nhiên lớn nhất trên Trái đất. Do môi trường biển phức tạp và luôn thay đổi, việc giám sát môi trường và cảnh báo sớm khẩn cấp là vô cùng quan trọng. Trong số đó, việc sử dụng công nghệ viễn thám vệ tinh để giám sát và dự báo thông tin thủy văn biển đóng vai trò thiết yếu đối với sự phát triển tài nguyên biển, tăng trưởng kinh tế biển, bảo vệ hệ sinh thái biển và bảo vệ các quyền hàng hải.

Giám sát môi trường biển từ xa

Do sự rộng lớn và sâu thẳm của đại dương, các phương pháp giám sát truyền thống trên mặt đất không đủ để đáp ứng nhu cầu giám sát môi trường biển. Công nghệ viễn thám mang lại phạm vi phủ sóng rộng hơn và hiệu quả cao hơn so với các kỹ thuật khảo sát truyền thống trong việc giải quyết các vấn đề môi trường biển, sở hữu những ưu điểm độc đáo. Thứ nhất, nó không bị giới hạn bởi vị trí địa lý, thời tiết hoặc yếu tố con người, và có thể bao phủ các khu vực xa xôi về mặt địa lý, các khu vực có điều kiện môi trường khắc nghiệt và các khu vực mà các cuộc khảo sát thường xuyên không thể được tiến hành trực tiếp do lý do chính trị. Thứ hai, viễn thám vệ tinh thu thập được một lượng lớn thông tin biển, cung cấp hình ảnh bề mặt biển trên diện tích lớn, với mỗi khung hình bao phủ hàng nghìn km vuông, điều này cực kỳ có lợi cho việc khảo sát tài nguyên biển, lập bản đồ diện tích lớn và giám sát ô nhiễm. Thứ ba, viễn thám vệ tinh có thể giám sát định kỳ các dòng hải lưu, sự thay đổi trường nhiệt độ bề mặt biển, sự di cư của cá và sự vận chuyển chất ô nhiễm.

giám sát nhiệt độ đại dương

Trong nghiên cứu môi trường biển, nhiệt độ bề mặt đại dương (OST) là một trong những chỉ số quan trọng nhất để giám sát môi trường biển. Nhiệt độ đại dương đề cập đến nhiệt độ của nước biển, và sự biến đổi của nó có thể ở quy mô lớn theo mùa và giữa các năm, hoặc ở quy mô nhỏ cục bộ. Nhiệt độ đại dương có tác động đáng kể đến đời sống và hệ sinh thái biển và là một yếu tố cơ bản trong nghiên cứu khí hậu biển. Bằng cách sử dụng công nghệ viễn thám, chúng ta có thể thu thập dữ liệu nhiệt độ bề mặt đại dương toàn cầu. Dữ liệu này có thể được sử dụng để theo dõi xu hướng nhiệt độ đại dương, dự đoán biến đổi khí hậu và đánh giá sức khỏe của hệ sinh thái biển. Hơn nữa, dữ liệu nhiệt độ bề mặt đại dương cũng có thể được sử dụng để theo dõi sự lưu thông của đại dương và các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão biển.

Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD - Giám sát nhiệt độ đại dương tại Hạ Môn

Các phương pháp quan sát nhiệt độ bề mặt biển truyền thống dựa trên phương pháp đo thủ công, tốn kém về nhân lực và thời gian, đồng thời có phạm vi bao phủ hạn chế. Các vệ tinh viễn thám có thể thu thập chính xác nhiệt độ biển bằng cách trích xuất thông tin hồng ngoại nhiệt từ khu vực biển trong dải hồng ngoại nhiệt, và có những ưu điểm như phạm vi phủ sóng nhanh, khối lượng dữ liệu lớn và khả năng quan sát liên tục. Những hình ảnh này cho phép phân tích xu hướng và mô hình thay đổi nhiệt độ, giúp dự đoán nhiệt độ đại dương trong tương lai và cung cấp dữ liệu cho nghiên cứu biến đổi khí hậu toàn cầu. Hơn nữa, việc theo dõi nhiệt độ đại dương cung cấp thông tin khí tượng và môi trường biển quan trọng, tạo cơ sở cho việc phát triển tài nguyên biển và an toàn hàng hải.

Nhiệt độ bề mặt biển trong bài báo này được tính toán bằng phương pháp cửa sổ tách (MCSST). Đầu tiên, nhiệt độ bức xạ được tính toán từ hai giá trị dải hồng ngoại nhiệt bằng phương trình Planck. Sau đó, các tham số phù hợp được thu được từ dữ liệu đo được và thay thế vào công thức phương pháp cửa sổ tách để thu được kết quả. Như thể hiện trong hình, nhiệt độ bề mặt biển gần thành phố Hạ Môn nhìn chung cao hơn vào đầu tháng 7 và giảm vào cuối tháng 8.

Bằng cách thu thập dữ liệu thông qua viễn thám vệ tinh và kết hợp với các đặc tính sóng điện từ của các yếu tố biển như nhiệt độ và độ sâu đại dương, dòng hải lưu, địa hình đáy biển, độ mặn và oxy hòa tan, chúng ta có thể tiến hành nghiên cứu chuyên sâu về địa hình đáy biển, nhiệt độ đại dương và các yếu tố khí tượng, cũng như đời sống sinh vật biển. Điều này cho phép chúng ta hiểu được những thay đổi năng động của hệ sinh thái biển từ góc độ vĩ mô, cung cấp phương tiện kỹ thuật mới cho nghiên cứu biển và mở ra các lĩnh vực nghiên cứu mới.

Thế kỷ 21 là thế kỷ của đại dương, và công nghệ viễn thám vệ tinh là cách tốt nhất để tận dụng tối đa các nguồn dữ liệu và thông tin hiện có. Đây là công nghệ then chốt và phương tiện quan trọng để đạt được sự phát triển bền vững của tài nguyên biển và môi trường. Nó đóng vai trò không thể thiếu trong biến đổi toàn cầu, khảo sát tài nguyên, giám sát môi trường và dự báo.