解密我国首颗海洋盐度探测卫星

　　人类对海洋的了解远不如太空。科学家们笃学至技，以期通过对温盐深、浪潮流的研究，来探知海洋世界中隐藏的无数奥秘。盐度，是其中的关键要素。11月14日，我国首颗海洋盐度探测卫星（以下简称海洋盐度星）在太原卫星发射中心发射成功，填补了海洋动力环境要素探测的重要一环，进一步完善我国自主海洋动力环境要素探测能力。

　　海洋盐度星是颗什么星？身怀哪些绝技？又有哪些应用场景？国家卫星海洋应用中心主任齐平及相关专家接受媒体采访，向公众介绍了这颗新星。

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　　海洋盐度星是颗什么星？

　　“海洋盐度星是国家民用空间基础设施的重要组成部分，用于获取全球高精度海洋盐度信息，填补我国星载海洋盐度探测空白，提高海洋观测卫星综合观测能力，服务我国海洋强国战略重大需求。”齐平介绍，“海洋盐度星将为海上安全保障、全球气候变化、资源开发管理、环境保护与防灾减灾等提供全球高精度的盐度数据。”

　　海洋盐度星地面系统副总设计师周武介绍，海洋盐度是指海水中溶解的盐类物质的含量，通常以千分比来表示，例如全球海洋平均盐度约为34.7‰。海洋盐度是描述海水特性的基本物理量之一，海洋中的许多现象和过程都和盐度的分布和变化息息相关，在海洋学中具有重要地位，对海洋中众多的物理、化学和生物过程产生着深远影响。

　　盐度影响着海水密度、驱动海洋环流、影响海洋混合，与海洋生态系统的关系紧密；海面蒸发和降水、河口冲淡水、海水结冰和消融、洋流等因素影响全球海洋盐度的变化。海水盐度的变化带来密度的变化，因而驱动了热盐环流，形成了全球规模的热盐环流系统。如大西洋经向翻转环流，对全球气候和热量分布产生重要影响。

　　盐度也是影响海洋生物分布的重要因素之一。不同种类的海洋生物对盐度的适应范围不同，因此盐度的分布格局决定了海洋生物的栖息地范围，可以说盐度的变化形成了海洋生物的多样性，从低盐度的河口到高盐度的大洋，不同盐度区域栖息着各具特色的生物群落，共同构成了丰富多样的海洋生态系统。盐度的变化也会影响海洋中的营养盐分布和浮游生物的生长，进而影响海洋的初级生产力。在一些低盐度的河口和沿海地区，营养盐丰富，浮游植物生长旺盛，初级生产力较高，为整个海洋生态系统提供了丰富的物质基础。

　　从观测方式来看，仅依靠传统的船舶、浮标等现场观测远远无法满足对盐度数据的使用需求。周武介绍，传统观测方式仅能覆盖全球海洋少部分区域，意味着有大部分区域人类未曾进行过观测。因此，若想进行大面积、全球范围的海洋盐度观测，只能依靠卫星手段，发展盐度星就成为获取全球海洋盐度数据的必要途径。

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　　十年铸剑，今朝试锋

　　长久以来，由于缺少海洋盐度观测数据，我国在相关领域研究受到影响。对此，各行各业提出了对发展海洋盐度探测卫星的需求。

　　海洋盐度星立项工作始于2014年。2020年，我国海洋盐度探测卫星获立项批复，成为海洋动力环境卫星系列的组成部分。

　　2023年7月16日，我国首颗海洋盐度探测卫星完成了航空校飞试验的首次正式飞行，这是我国海洋盐度卫星发展历程中的一个重要里程碑。

　　此次试验通过两架“大棕熊” 固定翼飞机在不同高度绕飞黄东海光学遥感海上检验场海域，并结合在莱州湾的5艘试验船进行海上观测，对综合孔径辐射计、主被动探测仪预处理算法以及盐度反演算法进行了测试、验证和优化，为卫星在轨运行奠定了坚实的基础。

　　我国首颗海洋盐度探测卫星示意图   中国空间技术研究院制图

　　海洋盐度星主要通过搭载的先进探测仪器来获取海洋盐度信息。其中，综合孔径辐射计和主被动探测仪是关键设备。综合孔径辐射计利用微波辐射原理，对海洋表面发射的微波辐射进行观测，通过测量不同入射角和偏振方式下的亮温，结合复杂的算法反演出海洋盐度。主被动探测仪则通过发射和接收微波信号，测量海面粗糙度和海面温度等信息，辅助提高盐度测量的精度。

　　与国外同类卫星相比，我国海洋盐度星在技术上具有一定的特色和优势。例如，我国卫星采用了更为先进的温控技术，提高了载荷接收机的稳定性，从而能够更精确地测量海洋盐度。同时，我国在频段和探测方式上进行了优化，增加了辅助探测手段，如同步测量温度和粗糙度等信息，进一步提高了盐度反演的精度。

　　海洋盐度星全天时全天候获取全球海洋盐度数据，并兼顾土壤湿度测量，为海洋行业用户提供全球海洋盐度遥感服务，提升相关海洋应用水平，促进盐度卫星数据在气象、防灾减灾、农业等领域的应用。

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　　一起来星辰大海“挖宝藏”

　　海洋卫星数据产品的开发由国家卫星海洋应用中心负责，目前，已经形成了多样的海洋卫星数据产品，并由国家卫星海洋应用中心统一分发，初步形成了稳定、可靠的海洋卫星数据服务体系。卫星数据是国家的宝贵财富，制定良好的共享机制，是推广使用国产卫星数据的必要条件。周武介绍，通过国家民用空间基础设施建设，我国正逐步建立较为完备的海洋观测卫星地面系统，国家卫星海洋应用中心已经通过中国海洋卫星数据服务系统将卫星数据进行了全面的共享，为国内外行业用户提供了及时、丰富的数据产品。

　　周武列举了海洋盐度星的典型应用场景：

　　海洋盐度的变化与短期气候变化密切相关，是预测气候异常的重要指标之一。海洋盐度星提供的长期、连续的盐度数据有助于科学家深入研究海洋热贮存、温盐环流等过程，从而更好地理解和预测全球气候变化趋势。例如，在厄尔尼诺现象发生时，海洋盐度会发生显著变化，通过监测盐度的变化，可以更准确地预测厄尔尼诺的发展趋势及其对全球气候的影响。

　　在极地地区，海洋盐度星能够监测海冰的厚度、面积和分布等信息。这对于研究极地海冰的变化规律、预测极地气候以及保障极地航行安全具有重要意义。由于盐度的变化会影响海冰的形成和融化过程，通过监测盐度，可以更好地了解极地海洋生态系统的变化，为极地资源开发和环境保护提供科学依据。

　　海洋盐度对海洋生态系统有着重要影响，是海洋生态系统变化的关键驱动因素之一。海洋盐度星提供的数据可以帮助科研人员监测海洋生态系统的健康状况，例如海洋盐度的变化会影响浮游生物的分布和繁殖，进而影响整个海洋食物链的平衡。通过监测盐度，可以及时发现海洋生态系统中的异常变化，采取有效的保护措施，维护海洋生态平衡。

　　对于渔业资源的开发和管理，海洋盐度星也具有重要价值。盐度是影响鱼类分布和洄游的重要因素之一，通过监测海洋盐度的变化，科研人员可以了解渔业资源的分布情况，为渔业捕捞提供科学指导，实现渔业资源的可持续利用。同时，盐度数据还可以用来评估海洋养殖环境，以选择合适的养殖品种和区域，提高养殖效益。

　　海洋盐度星在海洋灾害预警方面也发挥着重要作用。例如，通过监测海洋盐度的变化，可以提前预警台风、暴雨等极端天气事件，为沿海地区的防灾减灾提供重要依据。同时，在赤潮等灾害发生时，盐度数据可以帮助科研人员了解灾害的扩散趋势和影响程度，制定更加有效的应对措施。

　　另外，土壤湿度也是海洋盐度星能够获取的重要信息，有助于开展全球主要粮食产区动态环境监测、气象数值预报、旱灾监测等应用。

　　“卫星发射成功是万里长征第一步，其应用是一个系统工程，通过数据挖掘将实现更多的应用场景。”齐平介绍，通过多要素融合，海洋卫星遥感数据产品可在资源监管、国土空间规划、用途动态监管、生态问题诊断等诸多方面实现应用，服务支撑自然资源“两统一”核心职责。

　　当前，我国正在一体化推进一系列强国战略，海洋卫星事业是海洋强国、航天强国、科技强国建设的交汇点。

　　2002年，我国第一颗海洋卫星——“海洋一号A”星升空。进入新时代，海洋卫星事业进入快速发展期，目前我国已发射14颗海洋卫星，海洋水色、海洋动力环境、海洋监视监测三个系列的“海洋卫星星座”遥相响应。

　　“海洋卫星承载着我们的飞天梦、探海梦。希望更多人了解海洋卫星，对海洋卫星感兴趣。倚星观海天地阔，高山流水遇知音。让我们一起来星辰大海‘挖宝藏’。”齐平说。