NASA和CNES卫星2024年在北太平洋探测到19.7米的波浪，创公海海洋记录

美国国家航空航天局 (NASA) 和法国国家空间研究中心 (CNES) 合作开发的一颗卫星记录了有史以来从太空观测到的公海最大海浪。这一现象于 2024 年在北太平洋发生。在艾迪风暴期间进行了测量，发现平均高度相当于六层楼的地层。这一发现是海洋学的一个里程碑。

12 月 21 日，SWOT（地表水和海洋地形）卫星进行的测量标志着一项重大进展。该设备旨在以极高的精度绘制河流、湖泊和海洋地图。该技术使研究人员能够观察难以捕捉到的海面细节。在此之前，较旧的卫星不提供如此详细的功能。

SWOT 卫星彻底改变了海洋监测

SWOT 卫星代表了海洋观测的一个重要里程碑。它与以前的太空任务有根本的不同。较旧的卫星仅分析海面的一小部分。 SWOT 具有生成水的全面二维图像的独特能力。这一先进的功能使科学家能够远远超出简单地测量波高的范围。他们现在可以准确地确定传播方向、每个波浪的长度以及重大天气事件期间的一般动态行为。

这项研究由海洋学家法布里斯·阿杜因 (Fabrice Ardhuin) 领导，利用了这一开创性的数据。他在法国物理和空间海洋学实验室工作。详细研究发表在著名科学期刊《美国国家科学院院刊》上。因此，卫星收集到的前所未有的数据为研究海洋的复杂动态及其与风暴的相互作用提供了重要的新视角。 SWOT 的准确性是大量技术投资的结果。它是由一个国际财团开发的。其主要目标是加深对地球水资源的了解。二维观察海洋的能力尤其有价值。这使得研究人员能够绘制水流和湍流图。此类信息对于气候模型和海洋预报至关重要。美国宇航局和法国国家空间研究中心之间的合作证明了全球科学努力的重要性。卫星不断监视着地球。它收集对于理解自然系统至关重要的信息。

设置记录波浪和精确测量

参与研究的研究人员强调，19.7米的数值代表了海浪的“有效高度”。这个技术术语广泛用于海洋学，对应于风暴期间记录的第三个最大地层的平均值。这是一种标准化且稳健的方法。它用于评估极端条件下的海水强度和海上安全目的。

值得注意的是，在风暴高峰期，孤立波浪的高度可能超过 30 米。然而，这些短暂的峰值并未包含在官方记录中。科学方法优先考虑海洋的一般行为。它并不关注由风暴某一时刻的暴力事件引起的具体事件。这一精确测量事件在科学界引起了关注。上一代卫星很少能够以相同的精度和细节记录如此高的波浪。自 20 世纪 90 年代以来，多个太空任务一直在监测海洋的行为。然而，很少有人足够幸运，能够在关键时刻穿过最猛烈风暴的中心。 SWOT卫星在风暴艾迪的具体案例中显示了其优越性。它恰好穿越了气候系统最剧烈的区域。这一战略巧合为研究人员提供了关于极端条件下海洋运动的前所未有的、有价值的观察结果。 SWOT 的独特之处在于能够在准确的位置和正确的时间捕获这些数据。

SWOT 卫星能力和观测

SWOT卫星技术先进，具备现代海洋学至关重要的一系列测量能力。与以前的设备不同，它提供了更完整、更详细的海洋表面视图。其工具使科学家能够从多个角度分析波，深入了解波的形成和传播。

SWOT 卫星执行的主要功能和测量包括：
• 波高：记录海洋地层垂直大小的准确性。
• 传播方向：精确跟踪波浪在海面上移动的方向。
• 波长：连续波峰之间距离的详细测量，对于了解传输的能量至关重要。
• 风暴期间的行为：分析海洋对极端天气事件的动态响应。
• 二维表面变化：水生地形的详细测绘，揭示复杂的模式。

这些综合数据对于建立更现实的海洋行为模型至关重要。提供二维图像的能力还可以观察水流和湍流。此类信息对于改进气候模型和全球海洋预报至关重要。 NASA 和 CNES 合作开发 SWOT 体现了全球对海洋科学的承诺。

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风暴艾迪和涌浪现象

风暴艾迪被归类为高强度温带气旋。她毕业后在北太平洋服役，展现了相当的实力。除了产生巨大的波浪外，该系统还在广大沿海地区造成了严重的风暴潮。美洲大陆多个地点都有损坏记录。这种影响力延伸到了从加拿大到秘鲁的各个地区。值得注意的是，埃迪产生的波表现出了非凡的传播能力。即使在风暴中引发它们的风强度减弱后，它们仍继续移动并进行很长的距离。

这种特殊现象在科学上被称为潮汐波。当强风系统产生的海洋能持续存在并远距离传播时，就会发生这种情况。即使产生它们的原始气候系统减弱或消散，这种情况也会发生。科学家们进行了精确的计算。他们估计这些涟漪传播了大约 24000 公里。这次令人印象深刻的旅程包括穿越浩瀚的太平洋。随后，海浪穿过位于南美洲和南极洲之间的标志性德雷克海峡。最后，它们在出发后几周内就到达了热带大西洋的部分地区，展示了它们广阔的射程能力。

欧洲航天局（ESA）在考虑海洋时采取了有趣的视角。她将它们描述为真正的风暴“使者”。这个类比强调了这种现象的重要性。波浪能有可能穿越整个海洋。这可能会对非常遥远的地区产生重大影响。即使原始气候系统没有直接影响大陆，它的波浪也会产生影响。偏远的海滩和沿海生态系统可能会受到影响。这种能量传输能力凸显了全球气候和海洋系统的相互关联性。因此，监测这些波浪对于了解全球范围内的气象和海洋现象至关重要。

海洋科学和海事风险的进展

SWOT卫星提供的前所未有的高度详细的数据为全球海洋研究做出了重要贡献。它们使科学家能够对现有的数学模型进行严格的审查。这些模型是计算海浪传输的能量的基础。此前，一些基于不太先进的测量技术的旧估计显示出更高的值。这样的数值与卫星实际观测和准确测量的结果不一致。

随着更加详细和准确的测量的出现，研究人员现在能够开发更加真实和准确的计算机模拟。建模方面的改进预计将大大改善海事预报。因此，在严重风暴期间，可以优化包括货船和渔船在内的所有类型船舶的安全性。 SWOT 提供的持续和改进的监控至关重要。大浪会带来相当大的风险。它们直接影响货船、石油平台的完整性、海底电缆和公海上安装的其他重要基础设施的稳定性。更准确和实时的信息有助于港口当局和航运公司确定更安全的航线和运营，最大限度地减少损失和事故。

研究人员还在积极调查“艾迪风暴”等极端事件与更广泛的全球气候变化之间可能存在的联系。尽管仍然没有明确的答案或绝对的共识，但正在研究的假设表明，温暖的海洋往往会提供更多的能量。这些额外的能量反过来又会助长并加剧风暴的形成。其他自然因素，如复杂的海流、多样的水下地形和主导风向，也对巨浪的形成产生直接而重大的影响。 SWOT 的记录以其前所未有的细节能力，凸显了一个重要事实：我们星球的海洋仍然存在着人们知之甚少的现象和许多尚未揭开的秘密。现在，最先进的技术使地球上偏远和以前无法到达的地区能够揭示以前完全无法进行传统测量和观察的细节。这是一个不断发展的研究领域，有可能改变我们与海洋环境的关系。