新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星：這些科技讓衛(wèi)星“看”海更清楚

來源：光明日?qǐng)?bào)

我國(guó)龐大的衛(wèi)星家族中有一類為海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星，專門觀測(cè)海洋水體顏色的變化。通過水體顏色反演出海洋組分，可以幫助我們更好地了解海洋污染、災(zāi)害和生物多樣性等情況。

2018年和2020年，我國(guó)分別發(fā)射海洋一號(hào)C衛(wèi)星、海洋一號(hào)D衛(wèi)星。它們是我國(guó)第一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星，目前正在進(jìn)行組網(wǎng)觀測(cè)。2023年11月16日發(fā)射的海洋三號(hào)01星，是我國(guó)新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星。由此，我國(guó)海洋水色系列衛(wèi)星正式升級(jí)到第二代觀測(cè)體系。

相比上一代，新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星到底新在哪兒？

關(guān)鍵指標(biāo)大幅提升，看得更清楚

從太空中看海，最大的問題就是海洋太暗，而且還受到云層、海面太陽光反射等因素的干擾。新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星配置了全新的探測(cè)儀器載荷——水色水溫掃描儀、中分辨率可編程成像光譜儀和海岸帶成像光譜儀，分辨率、在軌定標(biāo)精度、信噪比等關(guān)鍵指標(biāo)均大幅提升。

國(guó)家航天局對(duì)地觀測(cè)與數(shù)據(jù)中心工程副總師孟令杰解釋，分辨率反映了衛(wèi)星對(duì)細(xì)節(jié)的觀測(cè)能力，決定了衛(wèi)星觀測(cè)圖像的清晰程度。更高的分辨率，意味著衛(wèi)星能觀測(cè)得更加精細(xì)。定標(biāo)是為了給衛(wèi)星觀測(cè)這桿“秤”加上準(zhǔn)星，使觀測(cè)數(shù)據(jù)更真實(shí)地反映實(shí)際物理量。更高的定標(biāo)精度，意味著衛(wèi)星能觀測(cè)得更加精準(zhǔn)。信噪比決定了衛(wèi)星信號(hào)的傳輸質(zhì)量。更高的信噪比，意味著衛(wèi)星能更加可靠地傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù)。

與海洋一號(hào)C、D衛(wèi)星相比，新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星的全球大洋水色水溫觀測(cè)空間分辨率由1100米提高至500米，海岸帶環(huán)境觀測(cè)空間分辨率由50米提高至20米，且具備5米空間分辨率的地物全色信息探測(cè)能力，此外還增加了100米中等分辨率的海洋生態(tài)環(huán)境要素觀測(cè)能力。海岸帶成像儀對(duì)雜散光的抑制能力好，觀測(cè)的景物亮暗動(dòng)態(tài)范圍大，海洋水色、極地冰川等目標(biāo)可以“看”得清清楚楚。水色水溫掃描儀5秒就能“看”遍大半個(gè)中國(guó)，采用的大像元探測(cè)技術(shù)能適應(yīng)不同明暗光線，無論強(qiáng)光還是弱光下都能拍攝高清圖像。

“這些‘黑科技’設(shè)備可以最大限度地消除其他因素的影響，讓衛(wèi)星‘看’海‘看’得更加清楚。”孟令杰說。

成像譜段增加，功能更全面

海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星主要探測(cè)全球海洋水色環(huán)境要素、海水光學(xué)特性、海表溫度、海冰、植被、海岸帶環(huán)境以及內(nèi)陸大型湖泊水體。目前，海洋一號(hào)C、D衛(wèi)星已經(jīng)應(yīng)用于我國(guó)渤海與極地海冰業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)、黃海東海滸苔季節(jié)性調(diào)查監(jiān)測(cè)、南海紅樹林調(diào)查、珊瑚礁和海洋碳匯監(jiān)測(cè)等。新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星由航天科技集團(tuán)五院抓總研制，是世界首顆針對(duì)全球多種水體、采用多種探測(cè)手段的高精度海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星，可實(shí)現(xiàn)對(duì)全球大洋、近海、近岸及島嶼，以及港口的水色、水溫，還有海冰、懸浮物質(zhì)、水生態(tài)環(huán)境等要素的大范圍連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

成像譜段是衛(wèi)星傳感器能捕獲到的光波范圍，通過研究每個(gè)譜段，可以獲得相應(yīng)的獨(dú)特信息。與上一代海洋一號(hào)C、D衛(wèi)星相比，新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星的成像譜段從16個(gè)增加至46個(gè)。“這意味著衛(wèi)星能獲取更加全面豐富的水色數(shù)據(jù)，此外還可以獲得大氣、植被、污染物等數(shù)據(jù)。”孟令杰說。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院專家介紹，新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星的海岸帶成像儀有9個(gè)譜段，用1個(gè)全色譜段和8個(gè)多光譜譜段同時(shí)守望祖國(guó)的藍(lán)色海疆，能夠?qū)⒑０稁^(qū)域的陸地和淺海目標(biāo)“看”得一清二楚。

“正是基于載荷配置和高性能觀測(cè)能力，新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星除了觀測(cè)海洋，還將在國(guó)土、生態(tài)、氣象和交通等行業(yè)開展應(yīng)用。”國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心主任林明森介紹，借助新一代海洋水色觀測(cè)衛(wèi)星，國(guó)土行業(yè)可以開展海岸帶生態(tài)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、土地變更調(diào)查與監(jiān)測(cè)等；生態(tài)行業(yè)可以開展河口港灣水質(zhì)監(jiān)測(cè)、近海環(huán)境污染監(jiān)測(cè)等；氣象行業(yè)可以開展湖泊藻類水華監(jiān)測(cè)、全國(guó)地表高溫監(jiān)測(cè)等；交通行業(yè)可以開展航道冰情監(jiān)測(cè)、船舶溢油監(jiān)測(cè)、船舶航行保障與救援等。

（本報(bào)記者 陳海波 本報(bào)通訊員 蔡金曼 王豪）