15.12. 海星;海星;海星

Seasat, Topex-Poseidon, and NSCAT

温度变化是移动大气(风)的发展、强度和方向行为的主要因素。它们的主要运动随时间而变化,但在世界各地往往遵循某些首选的路径。我们间接地确定风向,通过将它们与它们产生的波的模式联系起来,特别是在公海中。来自Seasat上散射计的数据有助于概括太平洋上空的风模式,如图所示:

|海洋卫星散射计太平洋上空一般风模式的图示。|

14-29为什么我们想知道风的模式? **ANSWER**

Seasat是美国第一颗最初的卫星,它的主要任务是监测海洋表面现象,如海况(表面波参数,包括波长、周期和高度)、表面风场、内波、洋流和涡流以及海冰特征。SEASAT上的微波系统在 Section 8 (Harrisburg, Pennsylvania Radar Polarization) . 从海平面上拍摄的雷达图像被证明是非常宝贵的,以至于我们的印象可能是从属于海洋应用。尽管如此,该系统仍按预期运行良好,在1978年的98天运行期间,我们收集到了大量有关海洋的信息,直到一次短路使其失效。

在高俯角(67至73°)下工作以优化波浪探测,SEASAT上的L波段雷达(分辨率为25米)提供了一些异常的海浪图像。我们展示了北海的放大图像,以说明这一点:

B/W Seasat radar image of ocean waves in the North Sea.

14-30在上面的图像中,你能探测到多少前进波的方向? **ANSWER**
这张图片需要仔细检查。你应该看到一组主要的密集波,向东北偏东,排列成小块,使图像具有线性纹理。还有第二个发展良好的西北方向相似的尺寸集。几个大的、弯曲的、间距很宽的波群可能是内波。加利福尼亚湾浅水区的内波出现在左侧的下一张Seasat图像中(北向右下方)。右海岸图像(从北到左上)显示了罗德岛附近的南塔基特浅滩,显示了与水深变化相关的表面波表达式。南塔基特岛在左下角。

B/W Seasat image of the Gulf of California.

B/W Seasat image of the Nantuckett Shoals off of Rhode Island.

我们描述了由JPL运行的Topex波塞冬任务。 Section 8 . 我们建议您访问这个优秀的教程 (http://topex.www.jpl.nasa.gov/education/ tutorial1.jpg _)由TOPEX波塞冬团队编制,探索雷达测高和散射测量可以获得的各种信息。

Topex波塞冬公司使用两个雷达高度计测量卫星到海面的距离(精确到4.3厘米)。根据这些数据,我们得出了显示动态海洋地形(上升)的全球地图。 [“丘陵”] 洼地 [“山谷”] )海面变化、波高和风速。在这项任务中,一个单独的微波辐射计确定了可沉淀的水蒸气,这就允许在脉冲传输时间内进行修正,以提高距离精度。

14-31How would T-P determine wind speeds from the observables? **ANSWER** ` <answers.html#14-30>`__

我们研究的第一张Topex波塞冬地图显示了海洋地形的变化。下面是1992年9月海洋海拔相对于地球大地水准面的大规模变化图。用于绘制地图的数据来自其他来源,例如卫星轨道的重力扰动。请注意,大西洋(较低,绿色)和西太平洋(较高,桔红色)之间的海域存在高达150米(492英尺)的浮雕。

14-32海洋在哪里最高? **ANSWER**

当每个半球的水膨胀或收缩时,由于高度偏离标准,季节性差异确实会发生。下面这两张地图显示了以太平洋为中心的一幅图中北部秋季(上)和春季(下)的海面变化(SSV)。海拔的差异导致水通过热感应电流重新分配。

|彩色Topex/Poseidon全球海面变化图-秋季和春季图。|

下一对地图是1995年6月风速和波高的图。这些参数之间存在某种相关性:较高的速度往往会导致较高的波浪。

|上色的topex/poseidon风速和波高图,1995年6月。|

Topex波塞冬的后续行动,名为Jason-1,是第16节讨论的EOS计划的一个组成部分。

喷气推进实验室(JPL)与日本的NASDA合作,开发了一种用于SEASAT散射计的后续仪器,称为NSCAT(NASA散射计)。这是1996年8月16日从日本发射的ADEOS多个有效载荷的一部分,并成功运行了9个月。下图显示了这颗卫星的复杂特性:

Artists drawing of the NSCAT satellite.

NSCAT是一种微波雷达散射计,它发射13.995GHz的脉冲,测量它们在海洋波纹和其他表面的反射(后向散射)。六根天线提供了八束延伸超过两个宽频带的光束。返回的信号接收到多普勒处理。在50公里的空间分辨率下,该系统识别并记录了26.8万个风矢量,这些风矢量来自于波浪引起的后向散射数据。

NSCAT的主要用途是确定风向,从中我们得到了有关全球气候模式的有用信息。仪器还可以在陆地上运行(见第3-5节),并生成海冰图像(第14-12页)。这是一个全球的,风矢量地图,颜色编码不同的速度。

|颜色编码的NSCAT全球风矢量图。|

主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@epix.net
合作者: Code 935 美国国家航空航天局 GSTUSAF Academy
上次更新时间:99年9月
站长:小比尔·狄金森。
现场负责人:Nannette Fekete
请将任何评论发送至 rstweb@gst.com.