基于SWOT任务数据的更准确的地图可以改善水下导航，并加深对热量和生命如何在世界海洋中移动的了解。
月球表面的地图比地球海洋底部的地图更好。几十年来，研究人员一直在努力改变这一点。作为持续努力的一部分，美国国家航空航天局支持的一个团队最近利用美国国家航空和宇宙航行局与法国国家空间研究中心合作的SWOT（地表水和海洋地形）卫星的数据，发布了迄今为止最详细的海底地图之一。
配备声纳仪器的船只可以对海底进行直接、非常详细的测量。但到目前为止，只有大约25%的人以这种方式接受了调查。为了绘制全球海底图，研究人员依靠卫星数据。
更精确的海底地图对于一系列航海活动至关重要，包括导航和铺设水下通信电缆。美国国家航空航天局华盛顿总部物理海洋学项目负责人Nadya Vinogradova Shiffer表示：“海底测绘是既有和新兴经济机会的关键，包括稀有矿物海底采矿、优化航运路线、危险探测和海底作战行动。”。
准确的海底地图对于更好地了解影响深渊中生命的深海洋流和潮汐以及板块构造等地质过程也很重要。被称为海山的水下山脉和其他海底特征，如它们较小的表亲深海山，会影响深海中热量和营养物质的运动，并可能吸引生命。这些物理特征的影响甚至可以通过它们对人类社区所依赖的生态系统的影响在表面上感受到。
绘制海底地图不是SWOT任务的主要目的。该卫星于2022年12月发射，测量了几乎所有地球表面的水位，包括海洋、湖泊、水库和河流。研究人员可以利用这些高度差异来创建一种淡水和海水表面的地形图。然后，这些数据可用于评估海冰变化或跟踪洪水如何沿河流传播等任务。
加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯海洋研究所的地球物理学家大卫·桑德威尔说：“SWOT卫星是我们绘制海底地图能力的巨大飞跃。”。自20世纪90年代以来，他一直在使用卫星数据绘制海底图，并且是负责基于SWOT的海底地图的研究人员之一，该地图于2024年12月发表在《科学》杂志上。
该研究的作者基于这样一个事实，即由于海山和深海丘陵等地质特征的质量比周围环境大，它们会施加稍强的引力，在其上方的海面上产生微小的、可测量的凸起。这些微妙的重力特征有助于研究人员预测产生这些特征的海底特征。
通过反复观测——SWOT每21天覆盖全球约90%的地区——卫星足够灵敏，能够以厘米级的精度捕捉到由以下特征引起的海面高度的微小差异。Sandwell和他的同事们使用了一年的SWOT数据，重点关注海山、深海丘陵和水下大陆边缘，即大陆地壳与海洋地壳相遇的地方。
之前的海洋观测卫星已经探测到这些海底特征的巨大版本，例如高度超过约3300英尺（1公里）的海山。SWOT卫星可以探测到不到一半高度的海山，这可能会使已知海山的数量从44000个增加到100000个。这些水下山脉伸入水中，影响深海洋流。这可以将营养物质集中在斜坡上，吸引生物，在原本贫瘠的海底形成绿洲。
SWOT的改进观点也使研究人员对地球的地质历史有了更深入的了解。
斯克里普斯海洋研究所的海洋学家、该论文的第一作者姚宇说：“深海丘陵是地球上最丰富的地貌，覆盖了大约70%的海底。”。“这些山丘只有几公里宽，很难从太空观察到。我们很惊讶SWOT能如此清晰地看到它们。”
深丘呈平行带状形成，就像搓衣板上的山脊，构造板块在这里分开。带的方向和范围可以揭示构造板块如何随时间移动。深海丘陵也以研究人员尚未完全理解的方式与潮汐和深海洋流相互作用。
研究人员已经提取了几乎所有他们希望在SWOT测量中找到的海底特征信息。现在，他们正专注于通过计算他们看到的特征的深度来完善他们对海底的描绘。这项工作补充了国际科学界到2030年使用船基声纳绘制整个海底地图的努力。桑德威尔说：“到那时，我们将无法完成完整的舰载测绘。”。“但SWOT将帮助我们填补这一空白，使我们接近实现2030年的目标。”
SWOT卫星是由美国国家航空航天局和法国国家空间研究中心联合开发的，加拿大航天局和英国航天局也提供了帮助。美国国家航空航天局喷气推进实验室由加州帕萨迪纳的加州理工学院为该机构管理，领导着该项目的美国部分。对于飞行系统有效载荷，美国国家航空航天局提供了Ka波段雷达干涉仪（KaRIn）仪器、GPS科学接收器、激光后向反射器、双光束微波辐射计和美国国家航空宇航局仪器操作。卫星集成多普勒轨道成像和无线电定位系统、双频波塞冬高度计（由泰雷兹阿莱尼亚航天公司开发）、KaRIn射频子系统（与泰雷兹阿列尼亚航天公司合作，并得到英国航天局的支持）、卫星平台和地面操作由法国国家空间研究中心提供。KaRIn高功率发射机组件由CSA提供。
要了解更多关于SWOT的信息，请访问：
https://swot.jpl.nasa.gov
简·J·李/安德鲁·王喷气推进实验室，加利福尼亚州帕萨迪纳。818-354-0307/626-379-6874jane.j.lee@jpl.nasa.gov / andrew.wang@jpl.nasa.gov
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