遥感教程第14-11页

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大多数设计用于监测大气的气象卫星对海洋没有“好看”的效果，这主要是因为它们是有目的的低分辨率系统，需要在总尺度上监测大气特性。它们的热带确实广泛地表明了海洋水的温度差异，这些差异提供了一些关于水流的信息。例如，美国国家海洋和大气管理局的卫星可以产生有价值的热数据，这些数据可以在区域和全球范围内绘制出来。但是，海洋表层水的其他方面，包括沉积物形态、海况、气流、波浪形态、浮游生物等，对海洋学家来说是至关重要的。许多专门收集海洋数据的卫星显著提高了我们对这些巨大水体的了解；其中一些信息直接关系到天气和气候控制。本页介绍了此类卫星的一些一般观测数据类型，并通过关注太平洋的厄尔尼诺和拉尼诺热事件来显示持续监测的价值。

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海洋观测

我们现在从太空观测大气天气系统过渡到观测海洋，海洋中含有约3.6亿立方英里的盐水（占所有地表水/近地表水的97%，其余被归为淡水）。虽然越来越多的卫星和一些航天飞机任务专门用于收集海洋学数据，但从太空收集的大部分海洋信息都是来自气象卫星的二次信息。传感器获取的数据类型包括：海面温度、洋流模式、漩涡和圆环的形成、上升流、表面风作用、波浪运动、海洋颜色（部分表示浮游植物浓度）和高纬度海冰状态。.靠近大陆边缘的沿海和大陆架水域通常在近地表温度上显示出相当大的变化。其中一些变化是由于河水的流入和混合，但洋流和上升流也改变了这种模式。看看这两张由NOAA AVHRR数据制作的热红外图像，这两张图像是加利福尼亚州从门多西诺（Mendocino）、南部到Lompoc（Lompoc）（顶部）的部分海岸线，以及夏威夷大岛（底部），在这两张图像中，近海温暖的海水以较浅的色调显示出来。

|美国国家海洋和大气管理局（NOAA）AVHHR加州海岸线热红外图像。|

|美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的夏威夷大岛热红外图像。|

` <>`__14-26 ： 评论上述两幅图像中的热模式。 **ANSWER**

洋流，如美国东海岸的湾流和西海岸的太平洋洋流，是由于热带地区的温水重新分配而产生的，这些温水聚集在热带地区，流向高纬度地区的较冷地区。一天中部分热HCMM图像的彩色编码再现（下方，顶部） (page 9-8 _）显示了北卡罗来纳-弗吉尼亚州海岸清晰可见的湾流。与这张图片配对的是东海岸的一张，显示了根据处理NOAA-14的AVHRR获得的多通道数据的算法计算出的表面温度。

|北卡罗来纳-弗吉尼亚海岸墨西哥湾流的彩色HCMM日热图像。|

|美国东海岸的彩色NOAA-14 AVHHR图像。|

上面的第二张图片也显示了墨西哥湾流，在某些地方，它会破裂成温暖的核心环，也就是说，水流中的一些曲流会被挤压掉（冷核心环也会出现）。颜色的温度值包括：橙色=25-28°C（77-82°F）；黄色=23°C（72°F）；绿色=14°C（57°F）；蓝色=5°C（41°F）。

Terra的modis最近的一张图片使用11和12微米的波段，显示了海湾主流（红色）和周围水域之间的温度对比有多强烈：

|在陆地上由紫苑拍摄的墨西哥湾流。|

` <>`__14-27 ： Birdwatchers today are taking a new kind of bird trip: the pelagic (off-shore ocean) boat trip to see many varieties of sea birds. Off the Virginia and North Carolina coasts, these trips often venture as much as 60 to 80 miles seaward from the coast. Can you surmise as to why? **ANSWER**

每天，气象卫星还定期对海洋水域的温度进行全球观测（即海面温度或海温）。例如，这里是1987年9月底绘制的海温图。

|一张海洋表面温度（SST）图，由NOAA AVHRR上的热带绘制，覆盖了地球的大部分海洋；在这张图和随后的类似图中，冷水以紫色和蓝色显示，温水以黄色、红色和白色显示。γ

我们可以将SST值集成到日历间隔中，从而按月或在年中的等效周期之间进行比较。下面是1993年1月（顶部）和7月（底部）的SST，根据NOAA AVHRR数据确定。

同样，红色和黄色表示温水，蓝色和紫色表示冷水。乍一看，当我们在世界范围内观察时，我们并没有看到太多的季节性变化，尽管仔细的观察揭示了真正的差异。一般来说，海洋的平均温度比其上的大气变化要小得多。

全球范围内的海面温度分布可以通过NOAA卫星数据近实时获得。这是一个日期（1999年2月26日至27日）的情节，作者在其中实际下载了一个完整的剧情在下午27日。

OrbView-2有一个热传感器。这里是中美洲的景色，右上角是较温暖的墨西哥湾，左上角是较温暖、较凉爽的东太平洋。

厄尔尼诺

卫星观测有助于识别和理解“厄尔尼诺”天气现象。这个术语（西班牙语中的“小孩”）指的是圣诞节前后南半球的天气模式。厄尔尼诺现象是东太平洋大气压力变化的结果，这种变化导致通常向西流动的信风转向相反的方向，反过来又减弱或逆转了南美海岸外上升的冷水流，并取代了秘鲁海流。那里的地表水变得更热（高达8°C [56°F] ）导致南半球夏季风暴活动增加。在北美，厄尔尼诺现象会极大地扰乱正常的天气模式，导致该国某些地区的异常降雨和其他地区的干旱。凶猛的风暴更为频繁，飓风可能会从正常数量增加或减少，这取决于大西洋和太平洋的影响。厄尔尼诺现象通常先于拉尼娜现象，这基本上是南美洲西部海岸条件的逆转，那里比平时更冷的水会流到水面。

整个厄尔尼诺现象在20世纪80年代早期特别活跃，专家们在1997年初预测到1998年后半年厄尔尼诺现象将非常强烈，而且这一事件确实发生了。它的灾难阶段可能始于1997年，10月9日是波林飓风，是几十年来袭击墨西哥西海岸最严重的一次（毁灭性的阿卡普尔科）。1998年1月发生的事件证实了这一预测，美国南部和西部的强降雨、新英格兰和加拿大的冰暴以及一些地方异常温和的天气。

事实上，当1997年9月20日这张topex/poseidon图片拍摄时，海洋变暖开始出现。图中显示了一条宽而长的热水带，从秘鲁向西延伸，横跨太平洋。

下一对图像显示了1983年1月澳大利亚和南美洲之间观测到的海温，并根据先前12个月的观测预测了预期的温度分布。这两个el-ni_o数据集之间的密切对应意味着，即使在那时，解释这一现象的模型也已被微调。

|澳大利亚和南美之间的南太平洋海温图，显示1983年1月的温差。|

下面是1994年10月至11月的四块海温图，显示了暖水向东逐渐转移。

尽管在一定程度上是区域性的，但由于西太平洋的条件也受到干扰，这种水温扰动可以决定性地影响地球上大部分地区的天气。太平洋温暖的温度和大气急流的变化相结合，意味着世界上某些地区的气候通常是干燥的，相反，会有大雨和潜在的洪水，而其他地区则会遭受旱灾。厄尔尼诺现象每两年到七年发生一次，它改变了加拿大、美国、墨西哥、南美以及远至非洲地区的正常天气模式。以前的厄尔尼诺少校发生在1991年底到1992年中期，1994-1995年记录的厄尔尼诺少校规模较小，破坏性较小。天气系统可以持续长达18个月，这取决于海洋温度冷却和恢复正常的速度。我们看到厄尔尼诺现象对全球天气系统有着深远的影响。我们最近对1997年全球气温的总结支持了这一观点：那一年是自1860年有记录以来全球平均气温最高的12个月。其中一些因素也可能反映出全球变暖的重大贡献。

随着1998年夏季进入秋季，包括在洪都拉斯和邻近中美洲国家造成10000多人死亡的米奇在内的几次大飓风开始了一个过渡期，在这一过渡期中，早期的厄尔尼诺逐渐变成了拉尼昂。到10月中旬，洪都拉斯冷水在很大程度上取代了赤道暖水带，形成了与La ni_a相关的条件，如下面的Topex/Poseidon图解所示。紫色带表示低于正常高度18厘米（7英寸）的冷却（收缩）水。

在美国和其他地方经历了两年的“拉尼娜”狂暴天气之后——2000年西南部和东南部干旱，中西部条件恶劣，全国大部分地区全年气温创纪录——最后在2000年6月，这种现象似乎正在减弱，并有可能消失。请注意，上面图像中的大紫色斑块现在在下面的2000年6月场景中消散为几个较小的、不连续的蓝色斑块。

目前，有一个由国家海洋和大气管理局赞助的信息丰富的网站，它提供了厄尔尼诺现象的概况以及厄尔尼诺现象发展阶段和相关活动的每日到每月报告。您可以通过链接访问此网站 NOAA-El Nino . 您可以通过一个 JPL site.

` <>`__14-28: What can we do now to stop or control the Niño(a)'s? `ANSWER <Sect14_answers.html#14-28>`__

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主要作者：Nicholas M.Short，高级电子邮件： nmshort@nationi.net