海面地形

海面地形或海面地形，也称为海洋动态地形，是海洋表面的高低，类似于地形图上描绘的地球陆地表面的丘陵和山谷。 这些变化以相对于地球大地水准面的平均海面高度 (SSH) 表示。 测量海洋表面地形的主要目的是了解大尺度的海洋环流。

未平均或瞬时海面高度 (SSH) 受月球和太阳作用于地球的潮汐力的影响最为明显。 在更长的时间尺度上，SSH 受到海洋环流的影响。 通常，这些力导致的 SSH 异常与全球范围内的平均值相差不到 ±1 米（3 英尺）。 其他影响包括温度、盐度、潮汐、波浪和大气压力负荷。 最慢和xxx的变化是由于大陆重新排列、海山形成和其他岩石重新分布引起的地球引力场（大地水准面）的变化。

由于地球引力场在年代际到百年时间尺度上相对稳定，海洋环流对SSH观测变化的影响更为显着。 在整个季节周期中，变暖、冷却和地表风强迫模式的变化会影响环流并影响 SSH。 SSH 的变化可以通过卫星测高仪（例如 TOPEX/Poseidon）测量，并用于确定海平面上升和海洋蓄热等特性。

海面地形用于绘制洋流图，洋流以可预测的方式在海洋的丘陵和山谷周围移动。 在北半球的山丘和南半球的山谷周围发现了顺时针方向的旋转。 这是因为科里奥利效应。 相反，在北半球的山谷和南半球的丘陵周围发现了逆时针方向的旋转。

海面地形还用于了解海洋如何在全球范围内移动热量，这是地球气候的重要组成部分，并用于监测全球海平面的变化。 数据的收集对于获取有关海洋及其洋流的长期信息非常有用。 根据 NASA 科学，该数据还可用于提供对天气、气候、导航、渔业管理和海上作业的了解。 对这些数据的观察用于研究海洋潮汐、环流和海洋所含的热量。 这些观测可以帮助预测天气和地球气候随时间的短期和长期影响。

海面高度 (SSH) 是通过测高卫星使用椭球面作为参考面来计算的，它通过测量雷达脉冲的卫星到地面的往返时间来确定从卫星到目标表面的距离。 然后卫星测量其轨道高度与水面之间的距离。 由于海洋的深度不同，因此进行了近似。 由于均匀的表面水平，这使得能够精确地获取数据。 然后必须计算卫星相对于参考椭球的高度。 它是利用卫星的轨道参数和各种定位仪器计算出来的。 然而，椭球体不是地球重力场的等势面，因此测量必须参考代表水流的表面，在本例中为大地水准面。 几何高度（椭球）和正高（大地水准面）之间的转换是从大地水准面模型执行的。海面高度是卫星相对于参考椭球的高度与高度计范围之间的差值。 卫星向海洋表面发送微波脉冲。 上升到海洋表面和返回的脉冲的传播时间提供了海面高度的数据。 在下图中，您可以看到 Jason-1 卫星使用的测量系统。

目前有九颗不同的卫星在计算地球海洋地形，Cryosat-2、SARAL、Jason-3、Sentinel-3A 和 Sentinel-3B、CFOSat、HY-2B 和 HY-2C，以及 Sentinel-6 Michael Freilich（也称为 Jason -CS A）。 Jason-3 和 Sentinel-6 Michael Freilich 目前都在太空中串联旋转地球轨道。 它们相距约 330 公里。

海面地形可以从船上对深度温度和盐度的测量中得出。 然而，自 1992 年以来，一系列卫星测高任务，从 TOPEX/Poseidon 开始并继续 Jason-1、Jason-2 卫星上的海洋表面地形测量任务、Jason-3 和现在的 Sentinel-6 Michael Freilich 测量了海面高度 直接地。 通过将这些测量与 NASA 的 Grace 和 ESA 的 GOCE 任务的重力测量相结合，科学家们可以确定海面地形，精确到几厘米。