国家卫星海洋应用中心(以下简称“卫星中心”)日前发布了《2013年中国海洋卫星应用报告》(以下简称《报告》)。我国有300多万平方公里的管辖海域面积,公众如何能够看到这广阔海洋的全貌?如何能够观测到某一海区的实时动态?《报告》给出了答案。《报告》指出,2013年,我国海洋卫星工作稳步发展。海洋卫星已经成为我们认识、研究、开发、利用和管控海洋不可替代的高技术手段。
卫星中心办公室副主任刘建强说:“海洋卫星是人类在太空观测海洋的‘第三只眼’。通过我国现有的海洋卫星,能够全天时、全天候获取海面风场、浪高等多种海洋动力环境参数,并能获取各个海域的海洋水色环境数据,还可以及时分发给海洋领域众多用户使用。”
海洋卫星是如何工作的
“海洋卫星具有全天时、全天候、大范围、多尺度、同步、快速监测等优势,使得它在海洋环境监测与保护、海洋灾害预警报、海洋资源开发与管理以及国民经济和国防建设等方面发挥着重要作用。”刘建强总结说。
那么,海洋卫星是如何工作的呢?记者来到卫星中心。早上6点,卫星中心的值班人员已经端坐在操作台前,因为海洋二号卫星将在6点钟经过中国境内海域。
“海洋卫星一天绕着地球飞行约14圈,每圈约102分钟,一天经过我国境内约两到三轨,每轨约20多分钟。”工作人员解释说,“海洋卫星在全球监测过程中,将监测到的数据存储起来,在过境时将我国近海实时监测数据和延时全球监测数据一并下传。”
“开始过境,同步下传数据。”所谓同步下传数据,就是海洋卫星将实时存储的海域数据下传到地面应用系统。只见几台机器上的指示灯在不停地闪烁着,工作人员有条不紊地进行数据的上传、整理。“下传后的数据我们统一储存在一个平台里,方便后面生成产品时随时提取、使用。”
据悉,海洋一号B卫星扫描条带最大幅宽达3000公里,海洋二号卫星扫描幅宽达1700公里,这有力提升了获取大面海况的能力。
大约20分钟后,这一轨数据接收完毕,地面应用系统开始生成相关海域海温、海冰、海浪等预报产品,“比如国家海洋环境预报中心在8点钟需要得到相关海域的信息,我们就要从这些原始数据中生成数据产品,8点之前就能提供给他们。”工作人员介绍说。
记者从现场了解到,海洋数据生成的产品分为1级、2级、3级、4级四个等级,每个等级对时间的要求不一样,1级产品一般为加急产品,而面对加急产品时,在工作人员的熟练操作下半小时之内即可生成。
为诸多海洋部门提供服务保障
“基于我国海洋卫星数据,并结合国外卫星数据,海洋卫星在海温、水色、海冰、绿潮、赤潮、溢油、风暴潮、海洋渔业等方面开展了业务化应用,海洋卫星数据的应用得到进一步推广。”刘建强说,海洋卫星为我国海洋事业保驾护航的例子数不胜数。
2008年,青岛奥帆赛赛场暴发绿潮,一大片绿色在蓝色的大海中步步逼近青岛,对奥帆赛海域造成严重影响。在这关键时期,卫星中心通过海洋一号B卫星结合其他卫星开展了应急监测,准确地预测了绿潮下一步的发展趋势、漂移路径,在这场与海藻的战斗中发挥了显著作用。
渤海、黄海北部每年都会发生不同程度的海冰,给近海养殖、海上航行和作业造成影响。通过海洋一号B卫星结合其他卫星数据进行处理,能够反演出海冰分布的冰缘线、密集度和厚度,以及海冰逐日的变化情况,制作海冰冰情实时监测通报提供给国家海洋局相关部门。
备受关注的马航客机失联事件中,我国海洋卫星也出了一份力。在获悉2014年3月8日马航飞机失联信息后,卫星中心立即针对失联海域疑似目标搜索与搜寻条件保障制定了我国海洋卫星探测计划,除此之外协调联系了相关卫星数据服务单位,预订与获取了高分辨卫星数据,利用我国海洋卫星并结合其他国内外卫星数据,向相关单位提供遥感专题信息产品以及海况环境遥感产品服务,到2014年3月24日,共处理了14颗卫星数据145轨/景,探测区域包括泰国湾、马六甲海域、南印度洋海域,范围约340万平方公里。
海洋卫星的典型应用案例还有很多,通过海洋卫星地面应用系统业务化运行和数据分发服务,海洋卫星在国内外用户中得到了应用和推广,在我国涉海领域及国际合作等领域发挥了显著作用,取得了极大的经济和社会效益。
“截至目前,海洋一号B卫星实现了对我国近海300万平方公里管辖海域的水色环境、部分海洋灾害有效的动态监测,并通过境外数据回放的方式对世界各大洋和南北极区域水色环境变化开展了监测。海洋二号A卫星则持续对全球进行了实施监测,并向国内外海洋管理部门、科研院所、航天部门等用户单位提供了数据分发服务。”刘建强说,“我国海洋卫星数据产品已逐步在海洋环境预报及国际合作等领域发挥了显著作用,取得了极大的经济和社会效益。”
民用海洋卫星发展之路
“以前,在没有海洋卫星的情况下,我国通过船舶、浮标、飞机、海洋观测站等常规手段对海洋进行监测,但这些常规手段有诸多限制,远远不能满足对我国管辖海域进行有效监管的要求。”刘建强说。
当时,国际上发展海洋卫星已经成为大势所趋。1978年美国成功发射第一颗实验型海洋卫星后,加拿大、俄罗斯、韩国等海洋大国也纷纷效仿,发射了本国的海洋卫星。
正是由于海洋卫星在海洋观测中的不可替代性,促使我国海洋界和航天界从20世纪80年代起就联手发展中国的海洋卫星事业。“我国第一颗海洋卫星的立项工作始于1985年。”刘建强回忆说。
至2013年底,我国第一颗自主海洋动力环境卫星(海洋二号A)已运行两年多时间,海洋一号B卫星在轨运行已经超过6年,“海洋卫星地面应用系统同步稳定有序运行,海洋卫星数据在各有关部门和单位得到了进一步推广应用。”刘建强说。
海洋卫星系列化成为新趋势
随着我国海洋卫星的发展和卫星应用水平的提高,我国海洋卫星国际影响力不断提升。2012年,卫星中心与欧洲气象卫星组织签署了关于海洋卫星数据应用与交换合作的谅解备忘录,此外还通过海洋二号卫星DORIS精密定轨和中法海洋卫星等国际合作项目,围绕海洋卫星工程、卫星数据及其应用的国际合作与交流深入开展。
提到我国海洋卫星的优势,刘建强说:“以海洋二号卫星为例,这颗卫星创造了我国民用遥感卫星领域首次实现厘米级高精度测定轨、首次实现主被动微波遥感器于一体等多个第一,卫星主要性能指标达到国际先进水平,是目前世界上最主要的一颗在轨运行的综合性海洋动力环境卫星,备受相关国家和国际组织关注。”
但是,刘建强指出,虽然我国海洋卫星发展速度很快,但与发达国家相比,还有一些差距。“主要体现在技术指标的先进程度和海洋产品应用水平上,国外的海洋卫星技术指标先进、设计寿命更长,卫星数据产品质量和应用水平也要好一些。”
如何提高我国海洋卫星的技术水平,为更多、更广的领域提供服务成为下一步发展海洋卫星的关键。“下一步将建立稳定运行的海洋系列卫星体系,继续做好海洋卫星地面应用系统的建设,努力提升卫星遥感海洋应用水平。此外,以陆海统筹、军民统筹和国际合作等方式,进一步拓展海洋卫星发展体系。”刘建强介绍说,考虑到海洋一号B卫星已到寿命末期,海洋二号A卫星也已到设计寿命末期,将努力推动海洋一号后续海洋一号C/D和海洋二号后续海洋二号B业务卫星的论证和研制,确保目前已有的海洋一号、二号系列卫星在轨连续稳定运行。
据悉,依据国务院批复的《陆海观测卫星业务发展规划(2011~2020年)》,到2020年我国将拥有8颗海洋观测卫星,其中海洋一号卫星4颗,海洋二号卫星2颗,海洋雷达卫星2颗……