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從衛星到海洋：海平面高度如何精確測量？
隨著全球氣候變化和海平面上升越來越受到關注，海洋表面地形的測量變得愈發重要。海洋表面地形，即海平面高度變化，乃是海洋流動、熱量分佈及整體氣候系統的核心指標之一。這種地形特徵如同地球表面的地形圖，揭示了海洋中的高低起伏。然而，這些變化的準確測量又是如何實現的呢？
海洋表面地形的定義及其意義
海洋表面地形，也稱為海動力地形，是指海洋表面的高低起伏，類似於陸地上在地形圖上所顯示的丘陵和山谷。這些變化通過相對於地球重力模型的平均海平面高度表達，能夠幫助科學家理解大規模的洋流運動。
“測量海洋表面地形的主要目的是為了理解海洋的循環行為。”
海平面高度的時間變化
海平面高度（SSH）的瞬時數據顯示出強烈的潮汐變化，這主要受到月球引力和太陽季節性變化的影響。在一年以上的時間尺度上，SSH的圖案也會受到海洋循環的影響。一般來說，全球範圍內的SSH異常變化不會超過平均數±1米。其他影響因素還包括溫度、鹽度、波浪、潮汐和風的變化。
如何精準測量海洋表面地形
測量海平面高度的一個主要技術是衛星高度計（如TOPEX/Poseidon）技術。這種方法利用衛星發射的微波脈衝來測量從衛星到海面之間的距離。衛星通過計算雷達脈衝的回程時間，來確定水面的高度。在這一過程中，衛星的運行高度也需要參考地球的重力模型（幾何高度和正交高度之間的轉換）。
“衛星發射的微波脈衝的旅行時間，可以準確提供海平面高度的數據。”
衛星任務的發展與應用
目前，有多個衛星任務專注於計算地球海洋的表面地形，這些衛星任務包括Cryosat-2、Jason-3及Sentinel-6等。這些衛星不僅能夠獲取海平面高度的準確數據，同時也對於海流的變化和全球海平面的變動提供了關鍵信息。
“Jason系列衛星的主要目的是收集全球海洋循環的數據，以更好地理解其變化與氣候的關聯。”
海洋表面地形的應用
海洋表面地形的測量數據被廣泛應用於海洋流動、氣候系統以及全球海平面變化的研究。例如，這些數據有助於描述海洋的熱量如何在全球範圍內傳遞，並且為氣象、漁業管理和導航等領域提供信息支持。
未來的展望
一項名為“地表水海洋地形任務”的新衛星計畫正在提議，計畫將首次從太空對全球所有水體的地形進行全面調查，包括海洋、湖泊和河流，這將比以往更詳細地測量海洋表面。
海洋表面高度的測量不僅是科學研究的一部分，也涉及到全球環境變化的各個方面。隨著這些數據的持續收集與分析，我們是否能夠更有效地應對未來的氣候挑戰呢？
