穩(wěn)定業(yè)務(wù)化運行，開拓衛(wèi)星海洋應(yīng)用新領(lǐng)域
——2013年中國海洋衛(wèi)星應(yīng)用情況

● 文|國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心

穩(wěn)定業(yè)務(wù)化運行，開拓衛(wèi)星海洋應(yīng)用新領(lǐng)域
——2013年中國海洋衛(wèi)星應(yīng)用情況

● 文|國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心

2014年3月，國家海洋局發(fā)布了《2013年中國海洋衛(wèi)星應(yīng)用報告》。報告顯示，2013年我國海洋衛(wèi)星在軌運行正常，地面應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)化運行穩(wěn)定，海洋衛(wèi)星應(yīng)用工作成果豐碩。海洋衛(wèi)星為我國海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋環(huán)境預(yù)報、海洋資源開發(fā)、海洋安全保障和海洋事務(wù)國際合作等方面發(fā)揮了重要作用。

一、海洋衛(wèi)星及地面應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)化運行

截至2013年底，海洋一號B（HY-1B）衛(wèi)星已在軌運行6年8個月，創(chuàng)造了海洋衛(wèi)星在軌運行的新紀(jì)錄，成為我國在軌有效工作壽命最長的一顆低軌遙感衛(wèi)星，實現(xiàn)了對我國近海300萬平方千米管轄海域的水色環(huán)境、部分海洋災(zāi)害有效的動態(tài)監(jiān)測，并通過境外數(shù)據(jù)回放的方式對世界各大洋和南、北極區(qū)域水色環(huán)境變化開展了監(jiān)測，為我國海洋水色環(huán)境及海岸帶監(jiān)測、海冰和赤潮等海洋災(zāi)害及大洋漁場環(huán)境監(jiān)測等方面提供了重要支撐；海洋二號A（HY-2A）衛(wèi)星已在軌運行2年4個多月，作為我國首顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星，HY-2A衛(wèi)星具有高精度測、定軌能力與全天候、全天時、全球探測能力，在我國民用航天領(lǐng)域首次實現(xiàn)厘米級高精度定軌和主、被動微波遙感器于一體等多個第一。2013年，HY-2A衛(wèi)星在軌狀態(tài)良好，衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品精度高，獲取了我國近海和全球海域大量的海面風(fēng)場、浪高、海流、海溫等多種海洋動力環(huán)境數(shù)據(jù)，能夠直接為災(zāi)害性海況預(yù)警預(yù)報提供實測數(shù)據(jù)。

2013年，海洋衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)化運行穩(wěn)定，北京、三亞、牡丹江3個海洋衛(wèi)星地面站共接收HY-1B衛(wèi)星數(shù)據(jù)3036軌，原始數(shù)據(jù)量達(dá)1.43TB。接收HY-2A衛(wèi)星數(shù)據(jù)2223軌，原始數(shù)據(jù)量達(dá)4.2TB。國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心業(yè)務(wù)化處理和制作海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品，并向有關(guān)部門和單位進行分發(fā)，分發(fā)的HY-1B衛(wèi)星和HY-2A衛(wèi)星實時數(shù)據(jù)和產(chǎn)品分別達(dá)27.56TB和20.93TB。在HY-1B衛(wèi)星和HY-2A衛(wèi)星業(yè)務(wù)化運行的基礎(chǔ)上，2013年牡丹江站高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收與傳輸系統(tǒng)進行業(yè)務(wù)化運行。通過地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，基本形成了包括北京地面站、海南地面站、牡丹江地面站和北京數(shù)據(jù)處理中心在內(nèi)的“三站一中心”的海洋衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)格局。

二、海洋衛(wèi)星應(yīng)用情況

2013年，基于我國海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并結(jié)合其他國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)，在海溫、水色、海冰、綠潮、溢油、風(fēng)暴潮、海洋漁業(yè)等方面開展了業(yè)務(wù)化應(yīng)用，在我國涉海的多個部門和多個行業(yè)發(fā)揮了重要作用。海洋衛(wèi)星已成為我們認(rèn)識、研究、開發(fā)、利用、管理和保護海洋不可替代的高技術(shù)手段。

1.海表溫度監(jiān)測

利用HY-2A衛(wèi)星掃描微波輻射計以及HY-1B衛(wèi)星、MODIS等光學(xué)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，制作了中國海及鄰近海域和全球的逐日、周平均、月平均和年平均的各級海表溫度數(shù)據(jù)產(chǎn)品。海洋預(yù)報和漁業(yè)部門利用這些海溫產(chǎn)品開展相應(yīng)的海溫預(yù)報和海洋漁業(yè)環(huán)境產(chǎn)品研制，服務(wù)于社會公眾和相關(guān)海洋產(chǎn)業(yè)部門（圖1）。

>>>圖1 利用HY-2A衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作的海溫預(yù)報電視產(chǎn)品

2.海洋水色監(jiān)測

利用HY-1B衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合MODIS產(chǎn)品資料，定期制作我國管轄海域及周邊海域的旬、月、季平均的葉綠素濃度分布等海洋水色信息，提交海洋漁業(yè)等相關(guān)行業(yè)和部門使用（圖2）。

>>>圖2 2013年第四季度我國海域葉綠素濃度季度平均分布

3．海冰災(zāi)害監(jiān)測

綜合利用多顆光學(xué)和雷達(dá)衛(wèi)星影像資料對渤海和黃海北部海冰冰情進行監(jiān)測，2013年制作海冰冰情實時監(jiān)測通報104期，并及時向有關(guān)部門報送，為海冰災(zāi)害監(jiān)測與防范提供了重要信息服務(wù)（圖3）。

>>>圖3 2013年2月8日HY-1B衛(wèi)星遙感影像海冰圖

4．綠潮災(zāi)害監(jiān)測

2013年5月 13日首次監(jiān)測到東海綠潮，至8月23日，國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心共向國家海洋局有關(guān)單位及沿海相關(guān)省市發(fā)布102期監(jiān)測通報，為綠潮災(zāi)害的監(jiān)測提供了信息服務(wù)（圖4）。

>>>圖4 2013年6月29日HY-1B/COCTS影像及綠潮災(zāi)害監(jiān)測專題圖

5．赤潮災(zāi)害監(jiān)測

我國東海海域是赤潮高發(fā)區(qū)域，2013年5月至9月綜合利用HY-1B、MODIS等多顆海洋水色衛(wèi)星數(shù)據(jù)開展赤潮衛(wèi)星監(jiān)測工作，發(fā)布54期赤潮衛(wèi)星遙感監(jiān)測報告，并通過網(wǎng)站等方式向公眾發(fā)布（圖5）。

6．海上溢油監(jiān)測

2013年，利用國內(nèi)外SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對渤海、東海和南海的重點海區(qū)進行了全天候?qū)崟r監(jiān)測，全年共發(fā)布監(jiān)測報告157期，其中溢油異常報告50期，為海洋環(huán)境保護和維權(quán)執(zhí)法提供輔助決策支持（圖6）。

>>>圖5 2013年7月東海赤潮遙感監(jiān)測分布圖

>>>圖6 2013年11月23日（上）、25日（下）膠州灣SAR影像及海上溢油監(jiān)測

7．海上風(fēng)暴監(jiān)測

>>>圖7 2013年7月9日HY-2A衛(wèi)星微波散射計全球海面風(fēng)場

HY-2A衛(wèi)星微波散射計具有全球海面風(fēng)場的觀測能力，單天可覆蓋全球90%以上的海域，并能捕捉到全球大部分的氣旋，可為海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋航行環(huán)境保障和海洋科學(xué)研究等提供海面風(fēng)場觀測資料（圖7）。等，開展每周一次的業(yè)務(wù)化漁情分析與預(yù)報，并向9家漁業(yè)企業(yè)提供了漁情和海況分析等服務(wù)，為我國遠(yuǎn)洋魷釣漁船、金槍魚延繩釣漁船、大型拖網(wǎng)漁船和金槍魚圍網(wǎng)漁船的科學(xué)生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。漁情預(yù)報信息產(chǎn)品已通過發(fā)布平臺在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，也可由衛(wèi)星遙感漁業(yè)服務(wù)船載系統(tǒng)自動下載和可視化分析（圖9-圖10）。

HY-2A衛(wèi)星微波散射計觀測的海面風(fēng)場能夠確定海上風(fēng)暴的強度、位置、方向和結(jié)構(gòu)，可為風(fēng)暴潮、海浪災(zāi)害預(yù)報提供現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)，在2013年的“海燕”、“蘇力”等臺風(fēng)應(yīng)急會商中發(fā)揮了重要作用。截至到2013年12月，HY-2A衛(wèi)星共捕捉到西北太平洋編號的全部31次臺風(fēng)（圖8）。

>>>圖8 2013年7月9日HY-2A衛(wèi)星觀測到的“蘇力”臺風(fēng)

>>>圖9 衛(wèi)星遙感漁業(yè)服務(wù)船載系統(tǒng)通信天線（上）及船載可視化分析平臺（下）

>>>圖10 2013年9月13日北太平洋海域海表溫度、葉綠素α濃度及魷魚漁場預(yù)報

8．漁場漁情信息服務(wù)

應(yīng)用HY-2A衛(wèi)星和HY-1B衛(wèi)星資料并結(jié)合國外海洋衛(wèi)星資料，對太平洋金槍魚、北太平洋柔魚、東南太平洋莖柔魚、西南大西洋魷魚、中大西洋金槍魚

此外，海洋衛(wèi)星還在海洋環(huán)境預(yù)報、海岸帶動態(tài)環(huán)境監(jiān)測、海上油氣平臺監(jiān)測、極地大洋科考航線保障、海洋科學(xué)研究和國際合作等方面發(fā)揮了重要作用。