最后更新：2025年7月15日

水瓶座：绘制海洋盐度地图的任务

Aquarius卫星绘制海洋盐度图 — Aquarius卫星在观测的前两周（2011年8月25日至9月11日）提供的首张海洋盐度合成图像。地图上的平均盐度约为每千克海水含35克盐。Aquarius/SAC-D（科学应用卫星）观测站是美国国家航空航天局（NASA）与阿根廷国家空间活动委员会（CONAE）的合作项目。

为何测量海洋盐度？

海洋表层盐度在全球海洋动力学中起着关键作用。它影响海水密度，调控热盐环流，并与水循环及海气热交换相互作用。盐度的变化可以揭示大尺度气候过程，例如厄尔尼诺现象或墨西哥湾流的季节性变化。然而，在2011年之前，盐度测量主要依赖单点观测或模型推算。由美国国家航空航天局（NASA）与阿根廷国家空间活动委员会（CONAE）联合研制的"水瓶座"卫星的发射，彻底改变了这一领域，实现了对全球尺度盐度的直接、定期空间观测。

高精度微波辐射测量技术

水瓶座卫星搭载了一台工作频率为1.413 GHz（L波段）的被动辐射计，能够灵敏地探测海水盐度变化引起的表面水发射率微小差异。为校正大气干扰及海面效应（风、温度、粗糙度），该卫星还配备了一台主动式L波段雷达（散射计）。其657公里的准极地轨道可在7天内实现全球覆盖，空间分辨率约为150公里。由此获得的盐度测量精度约为0.2 PSU（实用盐度单位），足以探测到显著的区域性异常。

科学成果与任务结束

在其4年的活动期间（2011年6月至2015年6月），水瓶座卫星提供了每月全球海表盐度地图，从而实现了：

验证海洋环流与蒸发-降水模型。
追踪来自冰融或主要河流（亚马逊河、刚果河）的淡水羽流。
研究盐度的季节和年际变化与ENSO循环的关系。

2015年6月，一次电力故障结束了该任务。然而，所收集的数据仍是重要参考，尤其在海洋-大气耦合以及后续卫星（如欧空局的SMOS和美国宇航局的SMAP）的校准方面。

空间海洋学的遗产

水瓶座号证明了盐度可以从太空可靠测量。其成功为太空水文气候学这一新学科铺平了道路。水瓶座号数据免费开放，持续推动全球水文平衡、海洋酸化和气候变率研究。通过结合温度、盐度和测高数据（例如与Jason-3卫星配合），研究人员如今拥有了一致性工具来理解全球海洋的能量通量。

盐度、湿度、测高：与水瓶座互补的卫星

主要致力于盐度和海洋学的卫星
卫星	代理机构	时期	主要参数	使用的技术	分辨率/精度
水瓶座	NASA / CONAE	2011–2015	表层盐度	L波段辐射计+散射计	150公里 / ±0.2 PSU
SMOS	欧洲航天局 / 法国国家空间研究中心	2009年至今	盐度与土壤湿度	L波段微波干涉测量	50公里 / ±0.2 PSU
SMAP	美国国家航空航天局	2015年至今	土壤湿度 + 盐度	被动辐射计+雷达（已退役）	~60公里 / ±0.2 PSU
Jason-3	法国国家空间研究中心 / 美国国家航空航天局 / 欧洲气象卫星开发组织 / 美国国家海洋和大气管理局	2016年至今	海面高度（测高法）	Ku/C波段雷达高度计	~10厘米高程精度