[科普中國]-海洋遙測

概述

衛(wèi)星指的是人造衛(wèi)星，雖然人造衛(wèi)星似乎離我們很遠，但現(xiàn)今它所提供的資訊其實與我們的日常生活大有關(guān)系，例如山坡地濫墾與不當開發(fā)，甚至于海洋、河川、湖泊之污染現(xiàn)象，都會在人造衛(wèi)星的探測下一一現(xiàn)形。

遙測分為主動遙測和被動遙測兩種，分別為利用儀器偵測目標物反射或放出的電磁波來決定其物理性質(zhì)，遙測儀器不會和目標物直接接觸，它對目標物只進行間接的和遠距離的測量。

而人造衛(wèi)星遙測則是結(jié)合了最先進的太空儀器技術(shù)，比起其他種類的遙測技術(shù)，衛(wèi)星遙測是一個相當年輕的科學(xué)活動，其應(yīng)用范圍非常地廣泛，幾乎所有地球科學(xué)的范疇都可以用得到衛(wèi)星遙測，包括大氣、海洋、天文、地質(zhì)…等，例如大范圍的海底地形測量只能透過衛(wèi)星遙測才辦得到、氣象學(xué)使用氣象衛(wèi)星來觀測臺風(fēng)行徑和其影響范圍等1。

其中，海洋遙測，顧名思義，就是利用衛(wèi)星對海洋就行遙測，包括水溫、水色、深度等等。

主要應(yīng)用水溫衛(wèi)星遙測衛(wèi)星遙測最早的應(yīng)用是以光的吸收與反射來量測海表面的水溫，不過它只能量測海表面幾厘米厚度的水溫，一般稱為薄層溫度(skin temperature)，而薄層溫度與水下一公尺的海溫有時差距可達1.5℃，且此二者的關(guān)系并非線性，這造成我們不易由薄層溫度推知水下的溫度，雖然薄層溫度有此缺點待進一步的改進，不過它是當前唯一提供檢視大尺度海表溫的測量。

水色衛(wèi)星遙測水色量測系以自然的陽光照射來產(chǎn)生海洋水色圖，由于在電磁譜中，只有可見光及近紅外線之能量能透射水柱，所以測量水柱輻射率時，通常只能用可見光光譜帶及近紅外線光譜帶來測量來取得相關(guān)的水色資料。一般而言，在特定光譜帶中光的散射及吸收是依照物質(zhì)的形狀、尺度大小及組成成分而定，光譜帶隨著物質(zhì)及微粒不同的形態(tài)而有所變。水色的定性測量雖然已經(jīng)可行，然而獲得正確的定量資料則相當困難。這是因為海洋水色量測是在大氣層外觀測，因此其所搜集到的訊號，實質(zhì)上除了海洋水色之外，尚夾雜著大氣散射光、海面反射光，以及儀器雜訊等，也因此海洋水色的訊號需要種種校正，例如增益截差校正與大氣校正等。

衛(wèi)星測高遙測測高衛(wèi)星上裝有測高儀(altimeter)，自天線沿天底方向發(fā)射脈沖到海面而折回，經(jīng)由雷達往返海面之時間而計算海水面與衛(wèi)星之高度，因為水的良好反射性質(zhì)，這種方法特別適用于海洋。再由衛(wèi)星高度減去此一距離，得一相對于某參考橢球面之動力高(dynamic height)。

價值與效用遙測技術(shù)于海洋方面的應(yīng)用如下所述，犖犖大端，不一而足，能巧妙應(yīng)用，則效益可觀。海洋遙測應(yīng)用范圍、價值貢獻概述如下：

1.海面溫度和水色遙測：海表溫度反映魚類分布，不同魚種有其適應(yīng)的水溫范圍，水溫資訊顯示魚類水平空間分布與洄游概況；水色呈現(xiàn)葉綠素濃度分布，葉綠素濃度高則浮游生物多，魚群容易聚集，自然形成好的漁場，所以水溫和水色遙測可以提供漁情資訊，漁民不必盲目逐魚，既可減少漁船油耗，又可提高魚獲。

2.懸浮漂砂和水深遙測：了解漂砂分布與運移概況，可提供海岸工程諸如防波堤、碼頭及凸堤等之配置規(guī)劃參考；透過近岸水深遙測獲取最新水深資訊，對港池和航道的水深變化得以及時掌握，經(jīng)濟而有效浚渫，維持有利吃水深度，不僅港池壽命得以延長，亦可確保船舶航行的安全。

3.海岸變遷遙測：風(fēng)、浪、流及潮汐無時無刻不對海岸作用著，海岸處于這些作用力下的動態(tài)平衡，藉由海岸變遷遙測了解過往不同時期海岸侵淤變化，有助養(yǎng)灘。灘地能有計畫地維護，海岸國土不致平白流失，灘地生態(tài)環(huán)境亦得以確保。

4.污染遙測：沿海海域家庭廢水、工業(yè)廢水、電廠溫排水以及船舶油污的排放，都會對近海生態(tài)環(huán)境造成嚴重沖擊與破壞，河川出?？诤透蹫硟?yōu)養(yǎng)化、珊瑚白化、秘雕魚的出現(xiàn)以及漏油污染，重創(chuàng)海域生態(tài)環(huán)境，復(fù)育重建困難重重。油污遙測監(jiān)測則不分晝夜，提供有力的排污遙測影像證據(jù)，可以有效遏止污水與污油的不法排放，自可將海域生態(tài)環(huán)境的破壞降至最低。

5.風(fēng)浪場遙測：風(fēng)場與浪場遙測提供海洋工程規(guī)劃施工所需具威脅性之風(fēng)與浪資料，確保工程結(jié)構(gòu)物安全穩(wěn)固；大尺度大范圍之風(fēng)浪場資訊更可提供安全航線的擬定，節(jié)約航運油耗，規(guī)避惡劣海象海域，確保航安。

6.洋流遙測：透過大尺度海流及海洋鋒面遙測，可以獲致如流經(jīng)臺灣海域之黑潮的寬度、流速和流向，亦可藉由衛(wèi)星影像分析黑潮在臺灣東北角海域的蛇行現(xiàn)象，冷暖渦流的出現(xiàn)與變化，以及東海岸涌升流位置與成因機制探討，除有助于漁場漁情研判之外，亦有助污染擴散、船難及漂流物之監(jiān)測追蹤與救助協(xié)尋。

7.紅樹林與珊瑚礁遙測：遙測廣泛應(yīng)用于海岸植被生態(tài)消長監(jiān)測，包括灘地紅樹林的縮萎與擴榮；東沙環(huán)礁已列入國家公園，高雄市政府著手規(guī)劃開放觀光，其生態(tài)環(huán)境保育與管理愈形重要，以東沙島內(nèi)瀉湖為例，將其內(nèi)之海域珊瑚礁進行遙測分類，并了解其分布概況，可資生態(tài)環(huán)境管理決策之參考依據(jù)。

8.海疆國土資源遙測：從衛(wèi)星影像自動測繪分析海岸線長度與島嶼面積，既便捷又安全，可獲取最新資料，隨時更新國土資訊2。