海洋遥感
一
1 El Nino
厄尔尼诺（El Ni?o）现象通常指太平洋海温异常升高，引起全球气候异常并造成鱼类大量死亡的现象。在一般情况下，热带西太平洋的表层水温较高，而东太平洋的海温较低。这种东、西太平洋之间海表面温度梯度变化和信风一起，构成了海洋- 大气耦合系统的准平衡态。每隔2－8年，这种准平衡态就要被打破一次，西太平洋的暖气流伴随雷暴东移，使得整个热带太平洋水域的水温变暖，气候出现异常，其持续时间为一年或更长时间。厄尔尼诺（El Ni?o）在西班牙语中的意思是“圣婴”（the child）。该现象首先发生在南美洲的厄瓜多尔和秘鲁太平洋沿岸附近，多发生在圣诞节前后，因此得名。厄尔尼诺过后，热带太平洋有时会出现与上述情况相反的状态，称为拉尼娜（La Ni?a）现象。拉尼娜现象表现为东太平洋海温明显变冷，同时也伴随着全球性气候异常。厄尔尼诺现象发生时，位于西太平洋地区的国家如印尼和澳大利亚易出现旱灾，而南美沿岸国家如秘鲁、厄瓜多尔则有暴雨发生。相反，拉尼娜现象发生时，澳大利亚和印尼易有水灾，而秘鲁、厄瓜多尔则出现干旱。厄尔尼诺是一种不规则重复出现的现象。一般每2～8年出现一次。据统计，从1950到1998年共发生了16次厄尔尼诺现象，拉尼娜发生10次。一般而言，厄尔尼诺现象发生时，全球平均温度会升高。不过，最近10年发生厄尔尼诺现象的频率加快，已造成近百年来平均温度最高的三年都在1990年以后。
厄尔尼诺现象(El Ni?o)，又称圣婴现象，主要指太平洋的热带海洋和天气发生异常，使整个世界气候模式发生变化，造成一些地区干旱而另一些地区又降雨量过多。厄尔尼诺在西班牙语中意为“圣婴”，因为这种气候现象通常在圣诞节前后开始发生。（西班牙语ni?o是“男孩”之意。）这现象往往持续好几个月甚至1年以上，影响范围极广。
成因
对厄尔尼诺现象形成的原因，科学界有多种观点，比较普遍的看法是：在正常状况下，北半球吹东北信风，南半球吹东南信风。信风带动海水自东向西流动，形成赤道洋流。从赤道东太平洋流出的海水，靠下层上升涌流补充，从而使这一地区下层冷水上翻，水温低于四周，形成东西部海温差。但是，一旦太平洋地区
的冷水上翻减少或停止，海水温度就升高，形成大范围的海水温度异常减弱，甚至变为西风时，赤道东太平洋地区的冷水上翻减少或停止，海水温度就升高，形成大范围的海水温度异常增暖。而突然增强的这股暖流沿着厄瓜多尔海岸南侵，使海水温度剧升，冷水鱼群因而大量死亡，海鸟因找不到食物而纷纷离去，渔场顿时失去生机，使沿岸国家遭到巨大损失。
影响
1982年4月～1983年7月的厄尔尼诺现象，是几个世纪来最严重的一次，造成全世界1300～1500人丧生，经济损失近百亿美元。 1986年～1987年的厄尔尼诺现象，使赤道中、东太平洋海水表面水温比常年平均温度偏高2℃左右；同时，热带地区的大气环流也相应地出现异常，热带及其他地区的天气出现异常变化；南美洲的秘鲁北部、中部地区暴雨成灾；哥伦比亚境内的亚马孙河河水猛涨，造成河堤多次决口；巴西东北部少雨干旱，西部地区炎热；澳大利亚东部及沿海地区雨水明显减少；中国华南地区、南亚至非洲北部大范围地区均少雨干旱。 1990年初又发生厄尔尼诺前兆现象。这年1月，太平洋中部海域水面温度高于往年，除赤道海域水面温度比往年高出0.5℃外，国际日期变更线以西的海域水面温度也比往年高出将近1℃；接近海面的28℃的暖水层比往年浅10米左右；南美洲太平洋沿岸水域的水位比平时上涨15～30厘米。 同时，厄尔尼诺现象带动的温暖海水，影响鱼类的成群移动，破坏珊瑚礁的生长。
2 La Nina
拉尼娜是指海洋中的赤道的中部和东部太平洋，东西上万公里，南北跨度上千公里的范围内，海洋温度比正常温度东部和中部海面温度偏低0.2摄氏度，并持续半年（与厄尔尼诺现象正好相反）。是气象和海洋界使用的一个新名词。意为“小女孩”（圣女婴），正好与意为“圣婴”的厄尔尼诺相反，也称为“反厄尔尼诺”或“冷事件”。
拉尼娜现象
拉尼娜现象就是太平洋中东部海水异常变冷的情况。东南信风将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部，致使西部比东部海平面增高将近60厘米，西部海水温度增高，气压下降，潮湿空气积累形成台风和热带风暴，东部底层海水上
翻，致使东太平洋海水变冷。太平洋上空的大气环流叫做沃克环流，当沃克环流变弱时，海水吹不到西部，太平洋东部海水变暖，就是厄尔尼诺现象；但当沃克环流变得异常强烈，就产生拉尼娜现象。一般拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来，出现厄尔尼诺现象的第二年，都会出现拉尼娜现象，有时拉尼娜现象会持续两、三年。1988年-1989年，1998年-2001年都发生了强烈的拉尼娜现象，1995年-1996年发生的拉尼娜现象较弱，有的科学家认为，由于全球变暖的趋势，拉尼娜现象有减弱的趋势。他是拉马德雷的孩子。
形成原因
那么拉尼娜究竟是怎样形成的？厄尔尼诺与赤道中、东太平洋海温的增暖、信风的减弱相联系，而拉尼娜却与赤道中、东太平洋海温度变冷、信风的增强相关联。因此，实际上拉尼娜是热带海洋和大气共同作用的产物。海洋表层的运动主要受海表面风的牵制。信风的存在使得大量暖水被吹送到赤道西太平洋地区，在赤道东太平洋地区暖水被刮走，主要靠海面以下的冷水进行补充，赤道东太平洋海温比西太平洋明显偏低。当信风加强时，赤道东太平洋深层海水上翻现象更加剧烈，导致海表温度异常偏低，使得气流在赤道太平洋东部下沉，而气流在西部的上升运动更为加剧，有利于信风加强，这进一步加剧赤道东太平洋冷水发展，引发所谓的拉尼娜现象。
词义
拉尼娜是西班牙语“La Niña”（注意不是La Nina，因为百度百科无法正确显示带西班牙文特有字母，带拗音符的n，所以这里的西班牙文原文无法正确显示，而La Nina并非西班牙文，这样写的原因是不懂西班牙文）——“小女孩，圣女”的意思，是厄尔尼诺现象的反相，指赤道附近东太平洋水温反常下降的一种现象，表现为东太平洋明显变冷，同时也伴随着全球性气候混乱，总是出现在厄尔尼诺现象之后
气象和海洋学家用来专门指发生在赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常变冷的现象（海水表层温度低出气候平均值0.5℃以上，且持续时间超过6个月以上）。拉尼娜也称反厄尔尼诺现象。厄尔尼诺和拉尼娜是赤道中、东太平洋海温冷暖交替变化的异常表现，这种海温的冷暖变化过程构成一种循环，在厄尔尼诺之后接着发生拉尼娜并非稀罕之事。同样拉尼娜后也会接着发生
厄尔尼诺。但从1950年以来的记录来看，厄尔尼诺发生频率要高于拉尼娜。拉尼娜现象在当前全球气候变暖背景下频率趋缓，强度趋于变弱。特别是在90年代，1991年到1995年曾连续发生了三次厄尔尼诺，但中间没有发生拉尼娜。一般拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来，出现厄尔尼诺现象的第二年，都会出现拉尼娜现象，有时拉尼娜现象会持续两、三年。1988年~1989年，1998年~2001年都发生了强烈的拉尼娜现象，令太平洋东部至中部的海水温度比正常低了1至2℃，1995年~1996年发生的拉尼娜现象则较弱。有的科学家认为，由于全球变暖的趋势，拉尼娜现象有减弱的趋势。
3 ENSO
ENSO (El Niño-Southern Oscillation)circulation 赤道太平洋海面水温的变化与全球大气环流尤其是热带大气环流紧密相关。其中最直接的联系就是日界线以东的东南太平洋与日界线以西的西太平洋—印度洋之间海平面气压的反相关关系，即南方涛动现象（SO）。在拉尼娜期间，东南太平洋气压明显升高，印度尼西亚和澳大利亚的气压减弱。厄尔尼诺期间的情况正好相反。鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关系，气象上把两者合称为ENSO（音“恩索”）。这种全球尺度的气候振荡被称为ENSO循环。厄尔尼诺和拉尼娜则是ENSO循环过程中冷暖两种不同位相的异常状态。因此厄尔尼诺也称ENSO暖事件，拉尼娜也称ENSO冷事件。
二
1 Argo
Array for Real-time Geostrophic Oceanography
Argo是英文“Array for Real-time Geostrophic Oceanography (地转海洋学实时观测阵)”的缩写。它是“全球海洋观测业务系统计划(GOOS)”中的一个针对深海区温盐结构观测的子计划，但在对Argo计划作考虑时，人们往往又会把注意力只集中在此计划所用的设备上，即自动剖面观测海水温、盐度的漂流设备
1、自动剖面观测海水温、盐度的漂流设备(简称剖面浮标)
(1) 这是一种仪器设备，它有多种型号，可以从任何航行的船只上，也可以从飞机上投放。任何科学项目皆可以用它来作为观测海洋的手段。过去欧美在大西洋施放剖面浮标较多，在太平洋较少。这些剖面浮标取得的数据一般是不与项
目以外的人共享的。
(2) 施放剖面浮标的海区若为公海或本国的海洋专属经济区(EEZ)，都不需要照会他国。由于这种剖面浮标大部分时间皆停留在1000m或以深处，其移动速度较慢，不易漂至他国的EEZ。至于这些剖面浮标进入了他国的EEZ，至少在过去没听说出现过什么国际纠纷，这可能因为这些剖面浮标原本是有其科学目的，并不是针对别国的EEZ去作调查。少数剖面浮标“随波逐流”漂到他国EEZ 内，也没有人去追究。
(3) 施放剖面浮标的海区若在他国的EEZ内，该科学项目当然得依据海洋法公约去取得该国的同意。例如，若要在黑潮源地施放剖面浮标以了解该处的深层海洋结构，必须向菲律宾政府征得同意。
(4) 当然，一些国家的海军也在他国的关键海区用船只或飞机施放剖面浮标(还有表层浮标及抛弃式温深仪等海洋观测设备)，这些他们是不会照会该国的，其取得的数据也不会与该国或其他国共享。很多时候该国也根本不清楚他们作了些什么。
2、Argo计划
在世界气象组织的倡导下，几十年来各国在陆地上已经建立了许多实时数据交换的气象站，作为天气预报及气候预测的基础数据。这些气象站除了观测地表数据外，还定时施放用气球带着仪器探测大气的垂向剖面。
随着科学的进步，人们已经认识到海洋的作用对气候预测更为关键。此外，海洋也是了解全球变化的重点区域。为此，联合国政府间海洋学委员会(IOC)一直在推动GOOS计划。但在海洋中建立像陆地上一样的定点观测站几乎是不可能的。像为监测厄尔尼诺椖戏教味?ENSO)而建立的“热带大气海洋观测网锚碇系列(TAO)”，一来观测层次少，二来太昂贵，三来不易维持。应运而生的想法是利用足够的剖面浮标(约3000个)，虽然它们是漂流的，但其观测对全球海洋能有足够的覆盖面。
(1) Argo计划是IOC基于上述想法而倡导的、以深海为对象的观测计划，是GOOS计划中的一个重要组成部分。Argo是一个以剖面浮标为手段的海洋观测业务系统，它所取得的数据供全世界各国使用。
(2) IOC各会员国认识到Argo对全球社会经济的重要性，也认识到Argo计划中的剖面浮标因“随波逐流”可能进入他国的EEZ，因而一致同意通过了一项决议(IOC决议XX-6)。此决议要求各国对其在Argo计划下施放的剖面浮标要公告其施放地点及其实时漂流位置，其所获得数据要共享。IOC正在筹建一个Argo 数据中心。在此中心成立之前，各国可自行指定其发放Argo剖面浮标数据的机构。但是任何国家若要在其他国家的EEZ海域投放Argo剖面浮标，仍需按照海洋法公约征得该国的同意。
(3) 由于海洋观测费用高昂，全球海洋观测业务系统乐意并且鼓励其他渠道所取得的海洋数据提供给业务系统，以让全世界共享。其中科学项目所取得的数据是一个重要来源，如在热带海洋与全球大气科学计划下(TOGA)，于太平洋赤道上布设的TAO锚碇系列。Argo计划也同样欢迎任何科学项目在剖面浮标观测方面作出贡献。
(4) 由于各国认识到Argo对全球社会经济的重要性。都承诺要为Argo计划施放一定数量的剖面浮标。从经济的眼光看，取得的数据一定要有用户。由于人们对海洋的认识远远不足，欧美国家倾向于由科研单位立项竞争来施放这些剖面浮标。随着Argo计划的发展，估计这些国家最终可能把大部分对科学项目所需的剖面浮标的资助皆归口于Argo计划下。
2A VHRR
Advanced Very High Resolution Radiometer - AVHRR
A VHRR是NOAA系列卫星的主要探测仪器，它是一种五光谱通道的扫描辐射仪，各光谱通道的波长范围及地面分辨率见表4—1。星上探测器扫描角为±55.4°，相当于探测地面2800km宽的带状区域，两条轨道可以覆盖我国大部分
国土，三条轨道可完全覆盖我国全部国土。A VHRR的星下点分辨率为1.1km。由于扫描角大，图像边缘部分变形较大，实际上最有用的部分在±15°范围内（15°处地面分辨率为1.5km），这个范围的成象周期为6天。为了用于洲级及全球范围的研究，A VHRR数据经常被重采样形成空间分辨率更低的数据。目前有两种全球尺度的A VHRR数据：NOAA全球覆盖（GlobalAreaCoverage，GAC）数据和NOAA全球植被指数（GlobalVegetationIndex，GVI）数据（Kidwell1990）。GAC是通过对原始A VHRR数据进行重采样而生成，空间分辨率为4km，由5个A VHRR的原始波段组成，没有经过投影变换；GVI是对GAC数据的进一步采样而得到，空间分辨率为15km或更粗，经过投影变换。此外，为了减少云的影响，GVI是由连续7天图像中NDVI值最大的像元所组成。美国国家海洋与大气管理局（NOAA）从1982年起就生产GVI数据。
3 COCTS
Chinese ocean colour and temperature scanner 也即十波段海洋水色扫描仪，是安装于我国海洋卫星系列之一的HY-1卫星上的主要载荷之一。主要用于探测海洋水色要素（叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度、和可溶有机物的浓度）和温度场等。
4ODIS
三
卫星遥感概念：在一定距离以外感测目标的“信息”，通过对信息的分析研究，确定目标物的属性以及目标物之间的相互关系，这个过程被称为遥感（remote sensing）。用卫星作为平台的遥感技术称为卫星遥感
分类
遥感卫星分为气象卫星、海洋卫星和陆地卫星。实际上，每一个卫星都能够探测海洋和陆地，它们的遥感资料都可能被海洋学研究利用。
四
卫星遥感所使用的波段
遥感技术所使用的电磁波段主要为紫外、可见光、红外和微波等波段。
紫外波段（ultraviolet）的波长为0.01～0.4μm，位于可见光波段的紫光以外。
可见光波段（visible light）的波长为0.4～0.7μm，是电磁波谱中人眼唯一能见到的波段，可见光可进一步分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫等七种颜色的光，可见光波段是进行自然资源与环境调查的主要波段，地面反射的可见光信息可采用胶片和光电探测器收集和记录。
红外波段（Infrared）的波长为0.7～100μm，位于可见光波段的红光以外。按波长可细分为近红外（0.7～1.3μm）、中红外（1.3～3μm）、热红外（3～15μm）和远红外（15～100μm）。
微波（microwave）的波长为0.1～100cm，微波又可细分为毫米波、厘米波和分米波等。微波的特点是能穿透云雾，具有全天候工作特点。
五
我国气象和海洋卫星的发展现状
我国1988年发射了第一颗气象卫星，即“风云一号”（FY-1）太阳同步轨道气象卫星。
FY-1是太阳同步极轨气象卫星，其海洋探测性能类似于美国的NOAA/TIROS卫星，卫星云图的清晰度可以与美国诺阿卫星云图媲美。由于星上元器件发生故障，FY-1A只工作了39天。
我国在成功发射了两颗试验卫星FY-1A和FY-1B后，第三颗FY-1C和第四颗FY-1D卫星开始转入业务应用，并被世界气象组织列入全球气象卫星业务应用行列。
FY-1C是我国的第一颗三轴稳定太阳同步极地轨道气象卫星。其主要功能是用于天气预报、气候研究及环境监测。我国各地地面站通过接收FY-1C的CHRPT 数据，可以每天两次获取当地的观测资料。资料处理中心通过接收星上存储的数据，可以每天获取一次全球资料。FY-1C的高分辨率实时广播资料CHRPT免费向全球开放。
我国分别于1997年和2000年发射了两颗地球静止气象卫星的试验星—“风云二号”A（FY-2A）和“风云二号”B（FY-2B）。
2000年投入业务运行的静止气象卫星（FY-2B）定点于105°E赤道上空。在FY-2B发射之前，已将FY-2A移动并定点于86°E，用于测试和备份。
FY-2气象卫星的主要载荷是可见光和红外自旋扫描辐射计（VISSR：Visible and Infrared Spin-Scan Radiomete）
FY-2气象卫星具有下列功能：
第一、获取可见光、红外光的水汽和云图像；利用上述数据得到的云分析图、云参数、由多幅连续云图显示的云运动导出的高空风矢量和利用红外数据提取的海表面温度等；
第二、收集和传送观测到的数据；
第三、广播S波段-VISSR数据、WEFAX（WEather FAX：天气图无线电传真）和S波段-FAX（S波段微波传真）或处理过的云图；
第四、监测空间环境。
六
我国已经发射海洋卫星的目的和任务，主要携带的仪器。
“海洋一号”A（HY-1A）是我国第一颗用于海洋水色探测的试验型业务卫星。
HY-1A是一颗小型卫星，星上载有十波段中国海洋水色和温度扫描仪COCTS（俗称水色扫描仪）和四波段电荷耦合装置相机（CCD，俗称CCD相机）。
HY-1A观测区域为渤海、黄海、东海、南海、日本海及海岸带等区域；主要观测要素是海水光学特征、叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、可溶有机物、污染物及海表面温度等；兼顾观测要素包括海洋冰情、浅海地形、海流特征及海面上空对流层气溶胶。
海洋1号B星（HY-1B）主要作用是进行海洋动力环境监测，包括海风场、海面高度、海浪、海流和温度监测，保证海洋1号卫星系列的连续业务运行。
七简单列出主要的海洋遥感数据产品如SST SSH SSW Chla等
八写出下列卫星计划的主要遥感对象和产品：SEASAT,WOCE,QuikSCAT,SSM/I,SeaWiFS。
九简述北斗卫星系统的优劣
优势
●和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS相比，增加了通讯功能。●全天候快速定位，与GPS精度相当。●同时具备定位与通信功能，无需其他通
信系统支持；●覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无通信盲区；●特别适合集团用户大范围监控与管理，以及无依托地区数据采集用户数据传输应用；●独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计，可同时解决“我在哪？”和“你在哪？”；●自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用。
劣势
●北斗一号系统属于有源定位系统，系统容量有限，定位终端比较复杂。
●北斗一号系统属于区域定位系统，目前只能为中国以及周边地区提供定位服务。
十卫星轨道名词解释
轨道倾角：卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角叫轨道倾角，它是确定卫星轨道空间位置的一个重要参数。轨道倾角小于90o为顺行轨道；轨道倾角大于90o为逆行轨道；轨道倾角为0o则为赤道轨道；轨道倾角等于90o，则轨道平面通过地球南北极。
星下点：卫星在围绕地球运行的轨道上的瞬时位置与地球中心之连线在地面上的交点。
天底点：
十一
观测地球表面角度：
空间分辨率：1、空间分辨率是指图像中可辨认的临界物体空间几何长度的最小极限，即对细微结构的分辨率。2、空间分辨率是指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。对于摄影影像，通常用单位长度内包含可分辨的黑白“线对”数表示（线对/毫米）；对于扫描影像，通常用瞬时视场角（IFOV）的大小来表示（毫弧度mrad），即像元，是扫描影像中能够分辨的最小面积。空间分辨率数值在地面上的实际尺寸称为地面分辨率。对于摄影影像，用线对在地面的覆盖宽度表示（米）；对于扫描影像，则是像元所对应的地面实际尺寸（米）。如陆地卫星多波段扫描影像的空间分辨率或地面分辨率为79米（像元大小56×79米2）。但具有同样数值的线对宽度和像元大小，它们的地面分辨率不同。对光机扫描影像而言，约需2.8个像元才能代表一个摄影影像上一个线对内相同的信息。空间分辨率是评价传感器性能和遥感信息的重要指标之一，也是识别地物形状大小的重要依据。3、
空间分辨率直观的理解就是通过仪器可以识别物体的临界几何尺寸。
距离分辨率：在雷达图像中，当两个目标位于同一方位角时，但与雷达的距离不同时，二者被雷达区分出来的最小距离成为距离分辨率。通常定义为：当较近目标回波脉冲的后沿（下降沿）与较远目标回波的前沿（上升沿）刚好重合时，作为可分辨的极限。此时两目标间的距离就是距离分辨率。
方位分辨率：雷达图像的分辨率就是在图像上一个像元大小对应于水平地面的大小。由于一个像元的长和宽对应的地面长度和宽度距离常常不相等，因此将分辨率分成两种。把在侧视方向上的分辨率称为距离分辨率，沿航线方向上的分辨率称为方位分辨率，也称沿迹分辨率。光谱波段：
光谱带宽：
刈幅：
重访时间：卫星经过同一个星下点的时间间隔。
全球覆盖周期：
数据率：
功率：
重量：
十二
Irradiance: 辐照度，被照射物体单位面上接受的辐射通量。
Brightness:亮度，亮度是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。人眼从一个方向观察光源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是坎德拉/平方米（cd/m2）亮度是人对光的强度的感受。它是一个主观的量。与亮度不同的，由物理定义的客观的相应的量是光强。这两个量在一般的日常用语中往往被混淆。
Radiance: