追踪小洋流影响的国际卫星

SWOT的太阳能电池板是今年1月在法国戛纳的泰雷兹阿莱尼亚航天设施进行测试的一部分，该卫星正在那里组装。SWOT将测量地球海洋和地表水的海拔高度，为研究人员提供前所未有的详细信息。

地表水和海洋地形任务将探索海洋如何吸收大气热量和碳，从而减缓全球温度和气候变化。

尽管气候变化正在推动海平面随着时间的推移而上升，但研究人员也认为，海洋中不同地方表面高度的差异会影响地球的气候。这些高点和低点与洋流和漩涡有关，洋流和漩涡是海洋中旋转的河流，影响海洋吸收大气热量和碳的方式。

参加地表水和海洋地形（SWOT）任务，这是美国国家航空航天局和法国国家空间研究中心（CNES）的共同努力，加拿大航天局（CSA）和英国航天局提供了捐款。SWOT将于2022年11月启动，收集海洋高度数据，研究比以前探测到的小五倍的洋流和涡流。它还将收集有关淡水湖泊和河流的详细信息。

SWOT任务将收集海平面高度的信息，这将有助于科学家研究洋流在减缓气候变化中的作用，以及淡水水体的海拔高度。该任务由美国国家航空航天局和法国国家空间研究中心联合领导，英国航天局和加拿大航天局提供了捐款。

在相对较小的尺度上观察海洋将有助于科学家评估其在减缓气候变化方面的作用。海洋是地球上最大的大气热量和碳库，它吸收了人类温室气体排放所产生的90%以上的热量。

大部分持续吸收的热量——以及产生热量的过量二氧化碳和甲烷——被认为发生在直径不到60英里（100公里）的洋流和涡流周围。相对于墨西哥湾流和加利福尼亚洋流等洋流，这些流量较小，但研究人员估计，总的来说，它们将多达一半的热量和碳从地表水转移到海洋深处。

更好地理解这一现象可能是确定海洋从人类活动中吸收热量和碳的能力是否存在上限的关键。

华盛顿NASA总部SWOT项目科学家Nadya Vinogradova Shiffer说：“海洋开始向大气释放大量热量，加速而不是限制全球变暖的转折点是什么？”。“SWOT可以帮助回答我们这个时代最关键的气候问题之一。”

小思维

现有的卫星无法探测到较小规模的洋流和涡流，这限制了对这些特征如何相互作用以及如何与较大规模的洋流相互作用的研究。

马萨诸塞州法尔茅斯伍兹霍尔海洋研究所SWOT海洋学负责人J.Thomas Farrar说：“在那里，我们将从更好的小尺度观测中学到很多东西。”

除了帮助研究人员研究小洋流对气候的影响外，SWOT“观察”地球表面较小区域的能力还将使其能够沿着海岸线收集更精确的数据，在海岸线，海平面上升和洋流流动会对陆地生态系统和人类活动产生直接影响。

例如，更高的海平面会导致风暴潮深入内陆。此外，海平面上升加剧的洋流可能会增加盐水对三角洲、河口和湿地的入侵，以及地下水供应。

美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室的SWOT项目科学家Lee Lueng-Fu说：“在开阔的海洋中，吸收热量和碳的整个现象将在未来几年影响人类。”“但在沿海水域，洋流和海高的影响会持续数天甚至数周。它们直接影响着人类的生活。”

那么，测量海洋高度将如何更好地了解洋流和涡流呢？

研究人员利用点之间的高度差（即斜率）来计算电流的运动。数学解释了地球引力的作用，地球引力将水从高拉到低，而地球自转的作用，在北半球，使水流在高点周围顺时针弯曲，在低点周围逆时针弯曲。南部的情况正好相反。

海洋的高度与海洋表面的洋流和涡流有关，这张基于2005年6月至2007年6月的可视化图显示了这些洋流和涡流。SWOT将能够观测到比图示更小的洋流和涡流，直径可达12英里（20公里）。

数百英里宽的洋流系统在广阔的海洋中流动。在此过程中，较小的洋流和涡流旋转并相互作用。当它们聚集在一起时，它们将水从表面向下驱动到较冷的深度，带走大气中的热量和碳。当这些较小的洋流和涡流分开时，来自较冷深度的水会上升到表面，准备再次吸收热量和碳。

这种热量和碳的垂直运动也发生在涡流本身。在北半球，顺时针方向的涡流产生向下的气流，而逆时针方向的漩涡产生向上的气流。南半球的情况正好相反。

填补空白

SWOT公司的两个Ka波段雷达干涉仪（KaRIn）天线将通过测量低至0.16英寸（0.4厘米）的海洋高度及其斜率，帮助研究人员识别直径小至12英里（20公里）的洋流和涡流。

SWOT还将使用最低点高度计，这是一种较老的技术，可以识别宽约60英里（100公里）的洋流和涡流。在最低点高度计将直接向下指向并在一维中获取数据的地方，KaRIn天线将倾斜。这将使KaRIn天线能够在二维扫描表面，并协同工作，以比单独的最低点高度计更高的精度收集数据。

“目前，为了从一维线获得二维视图，我们会取下所有的一维线，并估计它们之间发生了什么，”法国图卢兹的地球物理与地球物理空间实验室的SWOT海洋学负责人罗斯玛丽•莫罗说。“SWOT将直接观察差距。”

更多关于使命

SWOT是由美国国家航空航天局和CNES联合开发的，CSA和英国航天局也提供了帮助。JPL由加州帕萨迪纳的加州理工学院为美国国家航空航天局管理，领导该项目的美国部分。对于飞行系统有效载荷，美国国家航空航天局正在提供KaRIn仪器、全球定位系统科学接收器、激光回射器、双光束微波辐射计和美国国家航空宇航局仪器操作。CNES正在提供多普勒轨道成像和卫星无线电定位集成系统（DORIS）、最低点高度计、KaRIn RF子系统（在英国航天局的支持下）、平台和地面控制部分。CSA正在提供KaRIn高功率发射机组件。美国国家航空航天局正在提供运载火箭和相关的发射服务。