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欧洲发射卫星监测气候变化
W世界上从太空研究全球水循环的首次观测任务
 
 
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摄影: ESA-AOES Medialab
土壤湿度和海洋盐度(SMOS)观 测任务将对地球陆块的土壤湿度和 海洋盐度进行全球性观测。土壤湿 度和海洋盐度的变化是海洋、大气 和陆地之间持续性的水交换(地球 水循环)的结果。
 

2009年11月2日,欧洲空间局(ESA)发射了 世界上首颗为测绘海洋盐度图和监测整个地 球土壤水份含量而设计的卫星。土壤湿度和 海洋盐度(SMOS)观测任务将调查海洋、 空气和陆地之间水循环的这些关键指数。 这是首次从太空对这些指数进行全球性测 量,SMOS将在监测气候变化和预测恶劣天气 事件方面发挥重要作用。

SMOS卫星搭载欧洲轰鸣发射服务有限公 司的“轰鸣”号运载火箭,从距俄罗斯联邦 北部阿尔汉格尔州以南200公里的普列谢茨克 发射场顺利升空。卫星目前位于距离地面760 公里的太阳同步轨道上,并由位于法国图卢 兹的国家空间研究中心(CNES)代表欧洲 空间局进行控制。在对其设备进行检查和校 准后,预计SMOS将在六个月内投入全面运 行。

该卫星将对从地球表面发出的随陆地湿度 水平或海洋盐度变化的自然界微波辐射进行 测量。气象学家掌握了土壤湿度水平,就能 更容易地预测洪水、干旱、水量储备以及整 个天气状况。盐水会下沉到密度较低的淡水 底下,因此研究海洋盐度能提供有关海洋洋 流的信息,这些洋流环绕地球流动,交换热 量,对气候起根本性影响作用。欧洲空间局 对地观测部主任Volker Liebig先生在卫星发射 现场表示,SMOS将为“试图预测当前气候 变化的长期影响的气候学家们带来期待已久 的”全球性信息。

微波辐射的及时、全球性检测通常需 要很大的天线,这种天线无法通过火箭发 射。SMOS装备了综合孔径微波成像辐射计 (MIRAS)。它与卫星三个天线臂上的69个 小接收机组成的接收机阵相连。该接收机阵 可以捕捉1000公里的视野范围,每三天提供 一份完整的地球制图–包括地面观测很难监 测到的偏远地区。图像可被合成为50公里范 围的土壤湿度图或200公里范围的海洋盐度 图。

 
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摄影: ESA, 2009
这张Envisat图片捕捉到了蔓延在欧洲北部巴伦支海上的由浮游生物大量繁殖引起的水华。Envisat在 2009年8月19日通过中等分辨率成像分光计(MERIS)拍摄到这张图片。MERIS的主要目标是对海色 进行定量测量,但该传感器也能为大气和地表科学方面的应用提供服务。
 

这个具有创新性的MIRAS设备由Astrium (西班牙)公司制造,该公司由EADS CASA Espacio与Astrium计算机网络和工程研究室 (Astrium CRISA)共同创立。Astrium集团公 司是欧洲宇航防务集团(EADS)全资所有的 下属机构。装载MIRAS的卫星由欧洲空间局 与法国国家空间研究中心和西班牙工业技术 发展中心(CDTI)合作研发。它以法国泰雷 兹•阿莱尼亚宇航公司(Thales Alenia Sp)设 计和建造的Proteus小卫星平台为基础。

SMOS是欧洲空间局开展的收集新的环境 数据的地球探索项目的第二颗卫星。此前在 2009年3月发射了地球重力场和稳态海洋环流 探测(GOCE)卫星,其他观测任务正在准 备中。2010年2月将发射用于测量陆地和海 上冰层厚度的Cryosat-2卫星。在此之后,计 划于2011年发射执行研究大气动力学任务的 ADM-Aeolus卫星和执行监测地球磁场衰减任 务的几颗Swarm卫星。2013年将发射执行研 究云层和悬浮大气微粒任务的EarthCARE卫 星。

发射SMOS的火箭同时还将另一颗欧洲 空间局卫星Proba-2送入轨道。与它的前任 Proba-1一样,它的主要功能是对将应用于未 来开展空间科学研究的卫星系统和仪器的一 系列技术进行验证。此外,Proba-2还携带了 两个比利时太阳物理学仪器和两个捷克等离 子物理实验。欧洲空间局局长Jean-Jacques Dordain表示,两颗卫星的联合发射“将为欧 洲更好地了解地球和气候提供新的工具和新 的技术突破”。

 

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