海洋表面的高低起伏,亦即海洋動態地形,宛如地球地表的山丘和谷地。這些變化對海洋的流動、氣候的變化及全球的生態系統產生深遠的影響。因此,了解這些起伏的本質及其對氣候的影響,無疑是尋求應對氣候變遷的重要一環。
海洋表面高度的變化,對於理解全球海洋環流的運行機制至關重要。透過衛星高度計量測海洋的高低起伏,科學家能夠精確地觀察海洋巨流的變動。
這些高低起伏由平均海面高度(SSH)與地球的重力場位置相對應,能夠揭示海洋的流動與熱量傳輸的細微變化。通常,SSH的變化受到潮汐力量和季節性太陽循環的影響。在全球尺度上,這些變化通常在±1米以內波動,但長期來看,海流的變化會更加顯著。
除了自然力量外,氣候變化、溶解冰蓋的情況、以及大陸的重新排列等也會改變海洋的重力場和自然而然地影響SSH的測量。此外,衛星重力測量技術的進步,使得科學家能夠獲得海洋熱能量及海平面上升的更詳細數據。
海洋表面動態地形為映射海洋流動提供了基本資料。海洋的“山丘”和“谷地”形成了一種特定的流動模式:在北半球的“山丘”周圍,流動呈現順時針方向,而在南半球的“谷地”則相反。這些循環是由科里奧利效應引發的,這也暗示了海洋如何在全球範圍內轉移熱量。
“海洋如何運送熱量是影響地球氣候的關鍵因素之一。”
海洋表面高度的測量主要依賴於衛星高度計,透過發射微波脈衝來測量海洋表面的距離。這些數據的獲取,對於長期了解海流模式及變化至關重要。例如,從1992年開始啟用的TOPEX/Poseidon衛星,為後來的衛星任務打下了基礎,並持續提供準確的海洋高程數據。
目前,包括Cryosat-2、Jason-3和Sentinel-6等九個衛星都在運作,專注於測量全球海洋的動態地形。這些衛星的目標不僅是監測海洋流動,還有助於理解如厄爾尼諾等短期氣候變化過程及其長期影響。
“Jason系列衛星的數據對於了解海洋的月度和年度變化至關重要,尤其是在預測氣候變遷的長期影響時。”
科學家們近期提出了地表水體動態地形的全新任務,企圖首次對地球所有水體進行全球性調查。這不僅限於大洋,還包括湖泊和河流,希望能對全球的水資源管理提供更深入的見解。
這些研究提出了一個重要的反思:隨著氣候變遷的加劇,未來的海洋流動和其對氣候的影響將會是什麼樣的情景呢?