近日，我室与浙江大学联合培养的博士研究生黄龙宇以第一作者在Science合作期刊Ocean-Land-Atmosphere Research 上发表了题为“High-frequency Observation of Oceanic Internal Waves from Geostationary Orbit Satellites”的研究论文，论文通讯作者为我室杨劲松研究员，合作者包括我室陈鹏正高级工程师、任林副研究员、联培硕士生马泽泰、美国国家航空航天局（NASA）刘安国博士、美国路易斯安那大学刘冰清博士。

图1 图形摘要

卫星遥感是进行海洋内波表面观测的重要手段，但常见的太阳同步卫星由于长的重访周期和低的空间轨道等特点，无法连续地、完整地捕捉海洋内波。地球静止轨道卫星可以以最高10 min一次的频率对地球1/3的表面进行观测，但目前基于地球静止轨道卫星的海洋内波研究较少，因此需要对地球静止轨道卫星观测内波的应用能力展开系统的评估。

在中国南海、苏禄海、西里伯斯海、印尼海和安达曼海等区域（图2 D），GOS卫星可以对内波以最高10分钟一次的频率连续观测2-3个小时。由于卫星观测位置（星下点）的差异，GK-2A在特定海域存在太阳耀斑的时间相较FY-4A要延后约2个小时，Himawari-8则延后约3个小时。基于高时间分辨率的GOS影像可以得到内波的“瞬时”传播速度，其结果和理论模型或先前的研究中的结果高度吻合。此外，研究中还通过FY-4A在苏禄海连续7天的观测结果，首次揭示了苏禄海全日潮内孤立波的现象，但其生成机制还需更深入的研究。

该研究定量地评估了地球静止轨道 卫星Himawari-8、GK-2A和FY-4A观测内波的能力，并计算了GOS对应太阳耀斑在常见内波发生海域的存在时间，这可为在海量GOS影像中挖掘内波信息提供参考。此外，GOS的应用范围还可以拓展到其它在依赖海面粗糙度发生的过程，如海面溢油、海浪和水下地形的光学反演等。虽然目前GOS最高的空间分辨率仅为500 m，但其高时间分辨率和全圆盘成像的特点仍为海洋内波的动态研究提供了更多的可能性。

图2 (A-C) FY-4A、GK-2A和Himawari-8对应的太阳耀斑角的时空分布，红色点对应卫星星下点的位置。（D）西太平洋和印度洋常见的内波发生区域。

图3 （A-G）FY-4A连续7天拍摄的苏禄海内波，日期为2022年5月29日至2022年6月4日。（H）苏禄海水深分布，白色曲线为内波位置。（I-J）分别表示卫星MODIS和CB04A拍摄和（E/F）中相同的内波。

本研究得到了国家自然科学基金项目（42227901）、浙江省自然科学基金项目（LR21D060002和LGF21D060002）和南方海洋科学与工程广东实验室创新团队项目（311021004）的资助。

论文引用：Longyu Huang, Jingsong Yang, Zetai Ma, Bingqing Liu, Lin Ren, Antony K. Liu, Peng Chen. High-Frequency Observations of Oceanic Internal Waves from Geostationary Orbit Satellites. Ocean-Land-Atmos Res. 2023; 2: 0024. DOI: 10.34133/olar.0024.