海洋中湍流的水漩涡，大小从几公里到数百公里不等，可以剥离大洋流并将热量和二氧化碳混合到更深的海洋层中，就像搅拌奶油到咖啡中一样。 它们是海洋中最具活力的特征，对于正确建立气候模型至关重要——但卫星基本上也看不到它们，除非它们碰巧扫过大量的绿色浮游植物。
地表水和海洋地形 (SWOT) 卫星由美国航天局NASA 和法国航天局 CNES 联合研制，耗资 12 亿美元，预计于 12 月 15 日前后从加利福尼亚州的范登堡太空部队基地发射，由 SpaceX 猎鹰 9 号火箭发射。该卫星携带一个高度计，可以测量水面高度，精确到几厘米以内，使研究人员能够推断并仿真水面的运动。SWOT卫星发射后，漩涡以及陆地上河流和湖泊的潮起潮落将成为其关注的焦点。 “我们期望 SWOT 带来的变化将非常显着，”伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI) 的物理海洋学家 J. Thomas Farrar 说。
法国图卢兹空间、地球物理和海洋研究实验室的物理海洋学家Rosemary Morrow说，对海洋学家来说，这就像戴上了一副眼镜。该卫星将捕获直径小至7公里的涡流，每21天将扫描几乎整个地球一次。在陆地上，SWOT将能够绘制600多万个湖泊的高度变化图，从五大湖到池塘，同时还可以捕获宽度超过100米以上河流的流量。它将取代不定期的地面测量，并使水文领域比以往任何时候都更具经验性和全球性。北卡罗来纳大学教堂山分校的水文学家、SWOT淡水科学团队的共同负责人Tamlin Pavelsky表示：“这将有助于我们限制北极和非洲地区的水循环，因为那里我们没有地面数据。”。
近 4 年来，NASA 和 CNES 发射了一系列雷达测高卫星，这些卫星利用雷达的反射脉冲来测量水位高度。 这些仪器监测了全球海平面的加速上升，这是气候变化的基本指标。 通过测量海洋的凸起和凹陷，他们还追踪了席卷地球周围水域的大规模洋流。 但卫星的粗糙空间分辨率意味着无法捕捉到河流和小涡流。
借助两个 5 米长的吊杆，SWOT 获得更清晰的视野，每个吊杆都带有一个天线，以捕获雷达信号 SWOT 脉冲到地球表面的反射。 分离的天线使 SWOT 能够测量几公里宽的水域的高度，而不是数百公里，从而使小涡流可见。
有了精确的观测，水文学家将能够说明湖泊和河流是如何季节性变化的，以及厄尔尼诺等短期气候因素是如何影响这些节律的。对于海洋生态学家来说，SWOT将能够绘制出世界上主要河流的水位在每次大坝或堰中断时是如何下降的，以及这对水生栖息地的破坏程度。它还将看到揭示河流浅水和深潭的涟漪，这对研究河流如何演变大有裨益。SWOT分析法将在洪水顺流而下时捕捉洪水，这将有助于洪水建模人员，尽管测量速度还不够快，尚无法帮助社区做好准备。
尽管SWOT计划仅运行3年，但其科学团队计划寻找其检测到的水流与正在进行的陆地卫星任务在可见光下看到的特征之间的相关性，例如湖泊和河流宽度的变化。帕维尔斯基说，这些明显的变化可以作为水位的代表，让研究人员继续关注地球的流量。“即使SWOT分析法失效，你仍然可以继续分析。”
SWOT对涡流的看法可能是其最大的回报。例如，WHOI的物理海洋学家西尔维娅·科尔（Sylvia Cole）表示，它将测试数千个小漩涡同时搅动海洋的预测。莫罗说，只有几公里宽的Eddies可能在将热量和碳排放到两极附近的海洋中起着关键作用。她说，它们还推动了较小海域的混合。“我们可能低估了地中海90%的能源，因为我们错过了这些规模较小的结构。”
杜兰大学的物理海洋学家S?nke Dangendorf表示，在海岸线，SWOT将详细描述公海海平面上升的热点如何影响海岸淹没。莫罗说，该研究还将研究对海岸的另一个潜在威胁：可能会温暖附近水域的小漩涡，从而引发更强的飓风。她补充道：“我们不仅在表层，而且在深层捕获了更多的热量。”这些都是需要快速回答的重要问题，因为很多人都生活在沿海地区。“在沿海地区，一切都能感受到。”
报道链接：
https://www.science.org/content/article/nasa-mission-will-study-hidden-ocean-swirls-soak-heat-global-warming
