衛(wèi)星遙感在海南氣象服務(wù)中的應(yīng)用進(jìn)展

李偉光 劉少軍 李勛, 張國峰 蔡大鑫 韓靜 趙婷

（1 海南省氣象科學(xué)研究所，?？?570203 2 海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，?？?570203 3 海南省氣象臺(tái)，?？?570203）

0 引言

從1988年我國發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星“風(fēng)云一號(hào)”，到現(xiàn)在具備完整的極軌和靜止氣象衛(wèi)星相結(jié)合的綜合衛(wèi)星遙感觀測能力，建成從全球綜合觀測到資料同化數(shù)值預(yù)報(bào)于一體的現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系。氣象衛(wèi)星為我國乃至世界天氣預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)和氣候變化監(jiān)測提供了強(qiáng)有力的支持，在數(shù)值預(yù)報(bào)、天氣分析、災(zāi)害性天氣監(jiān)測、氣候變化監(jiān)測、生態(tài)和環(huán)境監(jiān)測等方面取得了巨大的應(yīng)用成績。海南省氣象局衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心緊緊圍繞海南陸地及南海氣象監(jiān)測與預(yù)報(bào)、生態(tài)文明建設(shè)氣象保障服務(wù)需求，在災(zāi)害性天氣監(jiān)測、氣象服務(wù)以及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)作物分布面積監(jiān)測、長勢監(jiān)測等領(lǐng)域開展研究服務(wù)。近年來在靜止衛(wèi)星監(jiān)測海霧、強(qiáng)對流取得成績，提高了預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率；在應(yīng)用極軌衛(wèi)星開展橡膠長勢監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測及臺(tái)風(fēng)災(zāi)害評估等領(lǐng)域成效顯著，收到服務(wù)單位好評。

本文總結(jié)了海南氣象部門衛(wèi)星遙感應(yīng)用的發(fā)展歷程及主要工作內(nèi)容，并對存在的問題和下一步工作重點(diǎn)展開思考，以期建成完善的遙感綜合應(yīng)用體系。

1 海南衛(wèi)星遙感業(yè)務(wù)建設(shè)回顧與現(xiàn)狀

1.1 衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取歷程

1.1.1 極軌衛(wèi)星

海南省氣象局最早在1975年成立?？跉庀笮l(wèi)星云圖接收站，接收美國第三代極軌氣象衛(wèi)星（TIROS/NOAA序列）發(fā)送的低分辨云圖模擬資料。1992年，開始接收NOAA序列極軌衛(wèi)星資料。2003年，開始接收FY-1系列氣象衛(wèi)星數(shù)字化信息，2004年接收極軌衛(wèi)星EOS/MODIS實(shí)時(shí)遙感數(shù)據(jù)，并開展森林火情監(jiān)測與陸地植被指數(shù)遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)。2005年，建成?？贒VB-S衛(wèi)星小站，可接收廣州衛(wèi)星地面站廣播的FY-1、NOAA、EOS（Aqua/Terra）系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)。2010年，建成三亞極軌衛(wèi)星直收站，接收FY-3、NOAA系列、EOS/MODIS（Aqua/Terra）等極軌衛(wèi)星的遙感資料。2017年，建成臨高極軌衛(wèi)星直收站，具備接收FY-3D衛(wèi)星和后續(xù)FY-3E衛(wèi)星的能力。

1.1.2 靜止衛(wèi)星

1978年，海南氣象衛(wèi)星云圖接收站，開始接收日本GSM-1（Himawari-1）靜止氣象衛(wèi)星云圖。1991年，建成多功能氣象衛(wèi)星資料接收系統(tǒng)，能接受GMS靜止氣象衛(wèi)星展寬數(shù)字資料和低分辨資料。1993年，改造靜止衛(wèi)星高分辨接收系統(tǒng)，開始接收FY-2號(hào)靜止衛(wèi)星的高、低分辨資料。1998年，建成9210系統(tǒng)，接收定時(shí)播發(fā)的GMS-5監(jiān)測信息。1998年建成?？贔Y-2系列靜止氣象衛(wèi)星省級中規(guī)模利用站。2000年，三亞建成GMSDPS靜止氣象衛(wèi)星云圖接收處理系統(tǒng)，每隔1 h自動(dòng)接收最新時(shí)次云圖。2018年9月，建成萬寧FY-4號(hào)衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)工程省級接收站。

1.1.3 其他方式

此外，還通過中國氣象局衛(wèi)星廣播系統(tǒng)（CMACast系統(tǒng)）、互聯(lián)網(wǎng)與國家衛(wèi)星氣象中心建立直通式數(shù)據(jù)共享服務(wù)方式，實(shí)現(xiàn)了包括我國氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)系列、風(fēng)云二號(hào)、四號(hào)系列、以及美國對地觀測系統(tǒng)（EOS）中分辨率成像光譜儀（MODIS）系列、美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的第三代實(shí)用氣象觀測衛(wèi)星（NOAA-19）系列等十多顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)的獲取能力。2018年，先后與國家氣象衛(wèi)星中心、高分辨率對地觀測系統(tǒng)海南數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心建立高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取渠道。至此基本建成從氣象及高分衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)接收到預(yù)處理系統(tǒng)，奠定了開展業(yè)務(wù)與服務(wù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.2 衛(wèi)星遙感處理與應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

在衛(wèi)星遙感處理與應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)方面，主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，早期主要依靠衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)配套的處系統(tǒng)；2004年開始從廣東、廣西等先進(jìn)省局引進(jìn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，開展森林火情和陸地植被遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)；從2012年開始依托國家氣象衛(wèi)星中心的衛(wèi)星監(jiān)測分析與遙感應(yīng)用系統(tǒng)（SMART）和衛(wèi)星天氣應(yīng)用平臺(tái)（SWAP）開展數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，并在此基礎(chǔ)上開展自主衛(wèi)星遙感處理系統(tǒng)研發(fā)。目前已經(jīng)建成數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)管理、多專題遙感監(jiān)測應(yīng)用及對外服務(wù)于一體化的衛(wèi)星遙感綜合應(yīng)用系統(tǒng)。

2 氣象衛(wèi)星在海南氣象服務(wù)中的主要應(yīng)用

2.1 衛(wèi)星遙感在氣象預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

2.1.1 衛(wèi)星遙感在瓊州海峽海霧監(jiān)測預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

海霧是指受海洋環(huán)境的影響下，在海上、岸濱、島嶼區(qū)由于水汽凝結(jié)而產(chǎn)生的大量水滴使得低層大氣水平能見度小于1 km的天氣現(xiàn)象[1]。2018年春運(yùn)期間，瓊州海峽和海南島北部沿海市縣受連日海霧天氣影響，造成瓊州海峽長時(shí)間停航，大量人流、車輛滯留?？凇?/p>

海霧監(jiān)測是開展此類天氣事件決策服務(wù)工作的前提，而岸基和?；O(jiān)測站點(diǎn)較為稀疏且部署位置相對固定，難以滿足監(jiān)測海霧動(dòng)態(tài)發(fā)展的需要。因此，采用具有覆蓋范圍廣、時(shí)空分辨率高的氣象衛(wèi)星進(jìn)行海霧監(jiān)測，可以較好地實(shí)現(xiàn)海霧持續(xù)、變化過程的動(dòng)態(tài)觀測。

針對2018年春運(yùn)期間瓊州海峽連日海霧天氣，采用于2015年7月投入業(yè)務(wù)運(yùn)行的新一代靜止氣象衛(wèi)星葵花8（Himawari-8）提供的多通道數(shù)據(jù)，利用全彩融合多通道可見光圖像和雙通道亮溫差法[2]，開展不分等級的晝夜海霧監(jiān)測。霧在可見光波段的反射率一般較高，而土壤、植被、水體等各類地表反射率較低。因此，利用全彩融合可見光圖像進(jìn)行海霧監(jiān)測，可較好地直接區(qū)分霧區(qū)與海表[2]。雙通道亮溫差法基本思想是，基于各通道的輻射特性，分別計(jì)算用于表征光學(xué)厚度、云屬性/雨滴大小以及云頂/表面溫度等物理屬性的通道之間的亮溫差，進(jìn)而融合成目標(biāo)物的可視化全彩圖像[3-4]。全彩可見光（海霧）圖像顏色色澤越是白亮，表示云頂高度較高（霧區(qū)明顯）。圖1為2018年2月14日夜間至15日上午全彩融合多通道可見光和雙通道亮溫差圖像，較好地反映了的海霧動(dòng)態(tài)演變過程。

2.1.2 在暴雨、強(qiáng)對流監(jiān)測中的應(yīng)用

海南氣象服務(wù)區(qū)域除了陸地外，還包含廣闊的南海。南海幅員遼闊，氣象觀測站點(diǎn)稀少，雷達(dá)覆蓋率低。氣象衛(wèi)星在強(qiáng)對流監(jiān)測，降水測量方面具有地基觀測無法比擬的優(yōu)勢。特別是FY-4A衛(wèi)星發(fā)射后，為監(jiān)測廣闊南海上的強(qiáng)對流天氣提供了基礎(chǔ)（圖2）。通過監(jiān)測凝結(jié)高度以上云頂屬性如云頂溫度、云頂降溫等信號(hào)，可以比雷達(dá)首次探測到對流云反射因子達(dá)到35 dBz提前30 min[5]。目前基于FY-4A/AGRI通道亮溫及云團(tuán)形態(tài)的強(qiáng)對流云團(tuán)初生已在短臨預(yù)報(bào)中應(yīng)用，正開展基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步判識(shí)強(qiáng)對流發(fā)展研究以及基于背景場約束光流法洋面對流云團(tuán)降水外推預(yù)報(bào)研究。

圖1 2018年2月14日21時(shí)—15日15時(shí)的逐3 h葵花衛(wèi)星夜間海霧識(shí)別（a～d）和全彩色可見光圖像（e～g）Fig. 1 Himawari-8 satellite data retrieved for full color night fog (a-d) and visible (e-g) images in every 3 hours from 2100 LST 14 February to 1500 LST 15 February 2018

2.2 衛(wèi)星資料在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

2.2.1 在植被監(jiān)測中的應(yīng)用

植被生長狀態(tài)監(jiān)測是海南氣象部門最早開展的衛(wèi)星遙感應(yīng)用。早在20世紀(jì)90年代就利用TM數(shù)據(jù)對海南尖峰嶺國家森林公園林區(qū)內(nèi)不同森林類型進(jìn)行了監(jiān)督分類與面積測算，初步掌握了各類林地面積消長情況，為森林保護(hù)和管理提供了科學(xué)依據(jù)[6]。利用MODIS植被指數(shù)月平均數(shù)據(jù)集開展氣象因子（溫度、降水）對海南島植被指數(shù)的影響研究，發(fā)現(xiàn)海南島年內(nèi)植被指數(shù)的變化受溫度的影響大于降水作用的影響[7]。

目前植被生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測已經(jīng)成為海南區(qū)域生態(tài)質(zhì)量評價(jià)等工作的重要組成部分，依照《陸地植被生態(tài)質(zhì)量氣象監(jiān)測評估業(yè)務(wù)規(guī)范》，按季度實(shí)時(shí)開展海南生態(tài)質(zhì)量評價(jià)的相關(guān)工作，為氣象影響評估、生態(tài)環(huán)境安全監(jiān)測、重大生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施與評估提供科學(xué)決策基礎(chǔ)（圖3和圖4）。

2.2.2 在干旱監(jiān)測中的應(yīng)用

海南島屬熱帶季風(fēng)海洋性氣候，干季、雨季分明，臺(tái)風(fēng)降水比例大，加之受地形影響，降水時(shí)空分布非常不均勻，干旱成為制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要?dú)庀鬄?zāi)害[8-11]。海南島蒸散量年際變化不大，年內(nèi)具有明顯的季節(jié)變化；降水對植被生態(tài)需水量的滿足程度冬春季（12月—次年4月）普遍較低，東方、三亞地區(qū)尤為嚴(yán)重，冬季三亞地區(qū)降水的保障能力弱于東方；瓊海地區(qū)干旱最輕，解除也最早，一般在4月[8]。經(jīng)過多種指標(biāo)監(jiān)測干旱的發(fā)展過程，對比發(fā)現(xiàn)植被供水指數(shù)在反應(yīng)海南干旱分布方面具有一定優(yōu)勢。該指數(shù)與綜合氣象干旱指數(shù)（CI）在時(shí)間變化和空間變化具有良好的對應(yīng)關(guān)系[12]。以遙感反演的標(biāo)準(zhǔn)化植被供水指數(shù)為參數(shù)，融合土壤含水量數(shù)據(jù)構(gòu)建了海南島農(nóng)業(yè)干旱綜合指數(shù)模型，該模型能準(zhǔn)確反映了作物因干旱生長受抑制的情況[13]，可用于干旱災(zāi)害遙感評估。

圖2 2019年7月22日南海地區(qū)FY-4A衛(wèi)星對流初生監(jiān)測圖Fig. 2 Primary monitoring of FY-4A satellite convection in the South China Sea on 22 July 2002

圖3 2000—2018年海南植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)變化趨勢率Fig. 3 Trend rate of vegetation ecological quality index in Hainan from 2000 to 2018

2.2.3 在橡膠種植分布與長勢監(jiān)測中的應(yīng)用

橡膠是海南最重要的農(nóng)產(chǎn)品，也是氣象為農(nóng)服務(wù)的重點(diǎn)。氣象衛(wèi)星由于其在大范圍植被監(jiān)測方面的優(yōu)勢，在橡膠氣象服務(wù)中起到不可替代的作用。首先在橡膠種植分布提取方面。利用多源數(shù)據(jù)，研究了多種橡膠林分布提取算法，例如基于MODIS NDVI物候特征參數(shù)[14]，基于TM影像的監(jiān)督分類的方法[15]，基于多時(shí)相NDVI值變化曲線，以及橡膠樹冬季集中落葉特性和蓬葉生長的周年生長變化規(guī)律[16]等方法提取海南島橡膠種植面積信息，并互相驗(yàn)證提高準(zhǔn)確率，為開展橡膠林分布動(dòng)態(tài)監(jiān)測提供技術(shù)支撐。

此外，開展遙感監(jiān)測橡膠林春季葉片生長狀況，從而提出病蟲害防治、林間水肥管理等農(nóng)事建議。通過監(jiān)測不同時(shí)段的EVI值和相臨時(shí)段EVI值的變化，識(shí)別橡膠林春季第一蓬葉的變化過程，抽芽期、展葉期和穩(wěn)定期等葉物候期。根據(jù)從展葉期至穩(wěn)定期所經(jīng)歷的葉片老化時(shí)間長短判斷嫩芽嫩葉受氣象災(zāi)害和病蟲害概率。通過建立遙感監(jiān)測的橡膠長勢和產(chǎn)膠量之間的關(guān)系模型開展橡膠產(chǎn)量預(yù)報(bào)，為政府決策、橡膠期貨和橡膠種植農(nóng)戶田間管理提供技術(shù)參考[17]。

目前，隨著海南橡膠特色農(nóng)業(yè)氣象中心建設(shè)，已經(jīng)建立面向東南亞橡膠主產(chǎn)國的動(dòng)態(tài)遙感橡膠產(chǎn)量監(jiān)測預(yù)報(bào)技術(shù)，可逐月監(jiān)測東南亞橡膠長勢，按國家提取東南亞橡膠產(chǎn)量。衛(wèi)星成為橡膠中心旗下服務(wù)獲取東南亞橡膠信息的主要手段。

2.2.4 在氣象災(zāi)害影響評估中的應(yīng)用

利用遙感技術(shù)開展氣象災(zāi)害監(jiān)測、災(zāi)害影響評估可以有效填補(bǔ)氣象地面觀測的空白，定量判斷氣象災(zāi)害危險(xiǎn)程度、損失情況，進(jìn)而提高氣象服務(wù)的準(zhǔn)確性和有效性。海南主要開展了臺(tái)風(fēng)、低溫、洪澇三類氣象災(zāi)害的遙感評估工作。

通過臺(tái)風(fēng)登陸前后橡膠林NDVI值的變化表示橡膠受損的程度（圖5），分析它與臺(tái)風(fēng)破壞潛能、地形指數(shù)的相關(guān)性，建立了臺(tái)風(fēng)對橡膠林植被的影響力指數(shù)[18]。

圖5 臺(tái)風(fēng)山神前后植被指數(shù)對比Fig. 5 Comparison of vegetation indices before and after Typhoon Mountain God

基于海南省橡膠種植的空間分布，對2008年初強(qiáng)低溫陰雨發(fā)生前后橡膠產(chǎn)區(qū)的MODIS NDVI值進(jìn)行了比較，NDVI值降低區(qū)域占到97.2%，其中26.7%區(qū)域指數(shù)值下降超過0.2。低溫陰雨災(zāi)害后NDVI值與上年同期（未遭受寒害）相比，橡膠植被指數(shù)降低的區(qū)域占79.1%，14.6%的區(qū)域下降超過0.2。橡膠林間調(diào)查結(jié)果顯示遙感監(jiān)測NDVI下降程度與實(shí)際調(diào)查結(jié)果相符。因此判定2008年橡膠產(chǎn)區(qū)植被指數(shù)下降主要是受寒害影響[19]。

洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測也是氣象服務(wù)的主要任務(wù)之一。利用HJ-1A/1B-CCD數(shù)據(jù)，比較區(qū)分度對歸一化差異水體指數(shù)、基于藍(lán)光的歸一化差異水體指數(shù)和混合水體指數(shù)3種水體指數(shù)純水體、濕地的識(shí)別能力?；谒{(lán)光的歸一化差異水體指數(shù)水陸識(shí)別和水體面積提取精度最高，是海南島洪澇災(zāi)害監(jiān)測較為理想的方案[20]。

2.2.5 在人工影響天氣作業(yè)中的應(yīng)用

海南島冬春季節(jié)干旱，人工影響天氣是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)供水的重要途徑。人工增雨作業(yè)時(shí)機(jī)及效果評估需要分析不同云天條件時(shí)的水汽含量及其變化。應(yīng)用地基GPS遙感大氣水汽含量資料、逐時(shí)降水資料分析了不同云天條件下大氣水汽含量特征與實(shí)際降水的對應(yīng)關(guān)系以及不同降水云系的降水效率。GPS反演的水汽含量與探空計(jì)算得到的水汽數(shù)據(jù)具有較好的一致性，同時(shí)水汽含量值與地面降水吻合較好。FY-2的大氣可降水量（PW）產(chǎn)品在夏季可以為大部分區(qū)域提供高時(shí)空分辨率、高精度的大氣可降水量，在大氣濕度非常低、冬季和夜間條件，反演結(jié)果精度有待提高[21-22]。

2.2.6 在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

遙感數(shù)據(jù)在長期、大范圍觀測的可對比性，使得其在開展環(huán)境與氣候變化具有顯著優(yōu)勢。為掌握海南地區(qū)CO2濃度的變化，利用2002—2012年AIRS反演的對流層中層CO2產(chǎn)品，分析方法對海南地區(qū)年季月的時(shí)空變化特征。海南地區(qū)對流層CO2含量略高于云南低值中心，且呈現(xiàn)顯著增加趨勢，增速略低于全國水平，陸地上空增速略大于海洋地區(qū)；從季節(jié)波動(dòng)來看海南地區(qū)最高值出現(xiàn)在為夏季，最低值均出現(xiàn)在秋季[23]。

利用OMI衛(wèi)星反演的較高分辨率對流層NO2柱濃度數(shù)據(jù)，分析了海南島NO2時(shí)空變化特征。海南地區(qū)對流層NO2柱濃度表現(xiàn)為上升的變化趨勢，季節(jié)變化表現(xiàn)為冬季高于夏季，夏季濃度偏低和雨水的沖刷作用有關(guān)。結(jié)合MODIS衛(wèi)氣溶膠光學(xué)厚度產(chǎn)品、地面觀測的空氣質(zhì)量指數(shù)分析海南地區(qū)NO2柱濃度分布與島上經(jīng)濟(jì)水平和人口分布關(guān)系密切，NO2冬季偏高與旅游過冬人口增多和外源輸送作用有密切聯(lián)系[24]。

氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）是表征大氣渾濁程度的物理量，與PM10、PM2.5、AQI具有較高相關(guān)性。衛(wèi)星遙感資料顯示，2018年海南島AOD平均值僅為0.15左右，與近5年比較，海南島AOD平均值呈現(xiàn)下降趨勢（圖6），表明海南島空氣質(zhì)量在變好。分季節(jié)來看，一般1～2季度AOD值高于第3～4季度。

3 結(jié)論與展望

海南氣象衛(wèi)星遙感雖然在天氣、氣候、生態(tài)、環(huán)境監(jiān)測等方面應(yīng)用取得了一定進(jìn)展，但仍局限于簡單的云圖主觀判斷、成熟遙感產(chǎn)品的二次分析、以及淺層次遙感研發(fā)，在數(shù)值模式資料融合、多源遙感資料的綜合應(yīng)用、適用于當(dāng)?shù)剡b感產(chǎn)品開發(fā)方面的能力也發(fā)達(dá)省份相差較遠(yuǎn)。在海南落實(shí)全面深化改革開發(fā)，建設(shè)“三區(qū)一中心”工作中，快速建立功能完善、特色突出的省級遙感綜合應(yīng)用體系，進(jìn)一步提升氣象衛(wèi)星遙感在海洋氣象服務(wù)中的支撐作用，還需要重點(diǎn)從以下方面開展研究與應(yīng)用。

3.1 建立微波散射計(jì)等傳感器在海洋氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用能力

衛(wèi)星上搭載的微波散射計(jì)對熱帶氣旋云雨大氣的穿透能力，而且可以彌補(bǔ)海洋上觀測站點(diǎn)稀疏的問題，解決目前熱帶氣旋定位定強(qiáng)主要依靠云圖形態(tài)解譯以及海上衛(wèi)星定量遙感精度不高等問題，一是通過區(qū)域風(fēng)場的風(fēng)速進(jìn)行提取。針對有眼臺(tái)風(fēng)，通過觀察風(fēng)場風(fēng)速的分布，尋找高風(fēng)速區(qū)域中的極小值，可以快速、有效并且高精度的獲取臺(tái)風(fēng)中心，清晰反映了臺(tái)風(fēng)位置和強(qiáng)度信息。加強(qiáng)靜止衛(wèi)星對中尺度對流云團(tuán)監(jiān)測、追蹤和外推預(yù)警研究，提高衛(wèi)星遙感在洋面強(qiáng)對流天氣短時(shí)臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中應(yīng)用。

圖6 2014—2018年海南島氣溶膠光學(xué)厚度特征Fig. 6 Aerosol optical depth in Hainan Island from 2014 to 2018

3.2 開展沿海風(fēng)暴潮監(jiān)測與預(yù)報(bào)

海浪在臺(tái)風(fēng)等強(qiáng)烈的空氣擾動(dòng)下所引起的海面增高，這種升高與天文潮疊加時(shí)，海水常常暴漲造成自然災(zāi)害。精確的確定熱帶氣旋的移動(dòng)速度、強(qiáng)度和移動(dòng)路徑是開展風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)的關(guān)鍵。利用衛(wèi)星遙感反演的風(fēng)場和氣旋位置等信息結(jié)合模型風(fēng)場擬合衛(wèi)星風(fēng)場數(shù)據(jù)，通過風(fēng)暴潮模式進(jìn)行計(jì)算，可得到沿岸風(fēng)暴潮增水值，提高預(yù)報(bào)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

3.3 開展海洋水色環(huán)境監(jiān)測

由衛(wèi)星數(shù)據(jù)生產(chǎn)的葉綠素、懸浮泥沙、海溫、海面高度、海面風(fēng)場、海浪等遙感產(chǎn)品。葉綠素、懸浮泥沙能夠反映浮游藻類的分布，結(jié)合海面高度、海面風(fēng)場能夠識(shí)別出大洋中的鋒面和中尺度渦，可以用來探測大洋漁場。另外葉綠素a含量可以反映海區(qū)浮游植物濃度的高低，通常在河流入?？诩吧仙鞲浇?，因?yàn)闋I養(yǎng)物質(zhì)豐富而具有較高的葉綠素濃度，從而形成漁場;但是，葉綠素濃度過高之后導(dǎo)致水體透明度和溶解氧含量降低，對水中生命體不利，可以據(jù)此開展海洋生態(tài)環(huán)境狀況監(jiān)測與服務(wù)。