美國國家航空暨太空總署 (NASA) 和法國國家太空研究中心 (CNES) 合作開發的一顆衛星記錄了有史以來從太空觀測到的公海最大海浪。這現象於 2024 年在北太平洋發生。在艾迪風暴期間進行了測量，發現平均高度相當於六層樓的地層。這項發現是海洋學的一個里程碑。
12 月 21 日，SWOT（地表水和海洋地形）衛星進行的測量標誌著一項重大進展。該設備旨在以極高的精度繪製河流、湖泊和海洋地圖。該技術使研究人員能夠觀察難以捕捉到的海面細節。在此之前，較舊的衛星不提供如此詳細的功能。
SWOT 衛星徹底改變了海洋監測
SWOT 衛星代表了海洋觀測的一個重要里程碑。它與以前的太空任務有根本的不同。較舊的衛星僅分析海面的一小部分。 SWOT 具有生成水的全面二維影像的獨特能力。這項先進的功能使科學家能夠遠遠超出簡單地測量波高的範圍。他們現在可以準確地確定傳播方向、每個波浪的長度以及重大天氣事件期間的一般動態行為。
這項研究由海洋學家法布里斯·阿杜因 (Fabrice Ardhuin) 領導，利用了這項開創性的數據。他在法國物理和太空海洋學實驗室工作。詳細研究發表在著名科學期刊《美國國家科學院院刊》。因此，衛星收集到的前所未有的數據為研究海洋的複雜動態及其與風暴的相互作用提供了重要的新視角。 SWOT 的準確性是大量技術投資的結果。它是由一個國際財團開發的。其主要目標是加深對地球水資源的了解。二維觀察海洋的能力尤其有價值。這使得研究人員能夠繪製水流和湍流圖。此類資訊對於氣候模型和海洋預報至關重要。美國太空總署和法國國家太空研究中心之間的合作證明了全球科學努力的重要性。衛星不斷監視著地球。它收集對於理解自然系統至關重要的資訊。
設定記錄波浪和精確測量
參與研究的研究人員強調，19.7公尺的數值代表了海浪的「有效高度」。這個技術術語廣泛用於海洋學，對應於風暴期間記錄的第三個最大地層的平均值。這是一種標準化且穩健的方法。它用於評估極端條件下的海水強度和海上安全目的。
值得注意的是，在風暴高峰期，孤立波浪的高度可能超過 30 公尺。然而，這些短暫的高峰並未包含在官方記錄中。科學方法優先考慮海洋的一般行為。它並不關注風暴某一時刻的暴力事件所引起的具體事件。這一精確測量事件在科學界引起了關注。上一代衛星很少能夠以相同的精度和細節記錄如此高的波浪。自 1990 年代以來，多個太空任務一直在監測海洋的行為。然而，很少人夠幸運，能夠在關鍵時刻穿越最猛烈風暴的中心。 SWOT衛星在風暴艾迪的具體案例中顯示了其優越性。它恰好穿越了氣候系統最劇烈的區域。這一戰略巧合為研究人員提供了關於極端條件下海洋運動的前所未有的、有價值的觀察結果。 SWOT 的獨特之處在於能夠在準確的位置和正確的時間捕獲這些數據。
SWOT 衛星能力與觀測
SWOT衛星技術先進，具備現代海洋學至關重要的一系列測量能力。與以前的設備不同，它提供了更完整、更詳細的海洋表面視圖。其工具使科學家能夠從多個角度分析波，深入了解波的形成和傳播。
- SWOT 衛星執行的主要功能和測量包括：
- 波高：記錄海洋地層垂直大小的準確性。
- 傳播方向：精確追蹤波浪在海面上移動的方向。
- 波長：連續波峰之間距離的詳細測量，對於了解傳輸的能量至關重要。
- 風暴期間的行為：分析海洋對極端天氣事件的動態反應。
- 二維表面變化：水生地形的詳細測繪，揭示複雜的模式。
這些綜合數據對於建立更現實的海洋行為模型至關重要。提供二維圖像的能力還可以觀察水流和湍流。此類資訊對於改進氣候模型和全球海洋預報至關重要。 NASA 和 CNES 合作開發 SWOT 體現了全球對海洋科學的承諾。
風暴艾迪與湧浪現象
風暴艾迪被歸類為高強度溫帶氣旋。她畢業後在北太平洋服役，展現了相當的實力。除了產生巨大的波浪外，該系統還在廣大沿海地區造成了嚴重的風暴潮。美洲大陸多個地點都有損壞記錄。這種影響力延伸到了從加拿大到秘魯的各個地區。值得注意的是，埃迪產生的波表現出了非凡的傳播能力。即使在風暴中引發它們的風強度減弱後，它們仍繼續移動並進行很長的距離。
這種特殊現像在科學上被稱為潮汐波。當強風系統產生的海洋能持續存在並且遠距離傳播時，就會發生這種情況。即使產生它們的原始氣候系統減弱或消散，這種情況也會發生。科學家們進行了精確的計算。他們估計這些漣漪傳播了大約 24000 公里。這次令人印象深刻的旅程包括穿越浩瀚的太平洋。隨後，海浪穿過位於南美洲和南極洲之間的標誌性德雷克海峽。最後，它們在出發後幾週內就到達了熱帶大西洋的部分地區，展示了它們廣闊的射程能力。
歐洲太空總署（ESA）在考慮海洋時採取了有趣的視角。她將它們描述為真正的風暴“使者”。這個類比強調了這種現象的重要性。波浪能有可能穿越整個海洋。這可能會對非常遙遠的地區產生重大影響。即使原始氣候系統沒有直接影響大陸，它的波浪也會產生影響。偏遠的海灘和沿海生態系統可能會受到影響。這種能量傳輸能力凸顯了全球氣候和海洋系統的相互關聯性。因此，監測這些波浪對於了解全球範圍內的氣象和海洋現象至關重要。
海洋科學和海事風險的進展
SWOT衛星提供的前所未有的高度詳細的數據為全球海洋研究做出了重要貢獻。它們使科學家能夠對現有的數學模型進行嚴格的審查。這些模型是計算海浪傳輸的能量的基礎。此前，一些基於不太先進的測量技術的舊估計顯示出更高的值。這樣的數值與衛星實際觀測和準確測量的結果不一致。
隨著更詳細和準確的測量的出現，研究人員現在能夠開發更真實和準確的電腦模擬。建模方面的改進預計將大大改善海事預報。因此，在嚴重風暴期間，可以優化包括貨船和漁船在內的所有類型船舶的安全性。 SWOT 提供的持續和改進的監控至關重要。大浪會帶來相當大的風險。它們直接影響貨船、石油平台的完整性、海底電纜和公海上安裝的其他重要基礎設施的穩定性。更準確和即時的資訊有助於港口當局和航運公司確定更安全的航線和運營，最大限度地減少損失和事故。
研究人員也正在積極調查「艾迪風暴」等極端事件與更廣泛的全球氣候變遷之間可能的關聯。儘管仍然沒有明確的答案或絕對的共識，但正在研究的假設表明，溫暖的海洋往往會提供更多的能量。這些額外的能量反過來又會助長並加劇風暴的形成。其他自然因素，如複雜的海流、多樣的水下地形和主導風向，也對巨浪的形成產生直接而重大的影響。 SWOT 的記錄以其前所未有的細節能力，凸顯了一個重要事實：我們星球的海洋仍然存在著人們知之甚少的現象和許多尚未揭開的秘密。現在，最先進的技術使地球上偏遠和以前無法到達的地區能夠揭示以前完全無法進行傳統測量和觀察的細節。這是一個不斷發展的研究領域，有可能改變我們與海洋環境的關係。