海水表面溫度──黑體輻射的應用(一)

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海水表面溫度──黑體輻射(Blackbody-radiation)的應用(一)
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

「海水表面溫度(Sea surface temperature ,SST)」,雖然指的是海水「表面」的溫度,但在實務中,所謂的「表面」的真正意義,將會因為測量方法的不同而有所差異。如果利用衛星感測紅外線的方式間接測量,只能得到極表層(約 $$10$$ 微米)的溫度,若利用船隻搭載溫度計,則可測量數公尺海面下的溫度。

從1980年開始,衛星逐漸被用來測量SST、並且在檢視SST在空間上(不同區域)與短暫時間內變化的能力大幅躍升,且衛星測量結果更趨於一致,且在某些情況下甚至比傳統(利用溫度計浮在海面上直接量測特定深度的海水溫度,或利用船隻攜帶儀器進行測量)的方法更精確。「衛星遙測」,主要是利用感測器測量海水所發出電磁輻射中的一種或多種不同紅外線的波長,而所選定的波長則是從實際研究中發現與SST較有相關的,之所以選定這些特定波長,乃因為:

  1. 這些波長處於地球黑體輻射中,具有較大能量波長的範圍之內。
  2. 這些波長的紅外線可以順利穿透地球大氣層,而不被大量吸收。

利用衛星量測SST,更可以同時提供大範圍與針對一地區進行高頻率的重複觀測。例如衛星收集到的資料,允許科學家進行大範圍的探究,而這些資料是過去利用船隻或浮力的傳統方式做不到的。傳統上,若船隻每小時航行 $$20$$ 公里,最少需要十年的時間才能涵蓋的範圍,衛星可在在兩分鐘內的偵測完畢,且透過 The Global Ocean Data Assimilation Project (GHRSST-PP) 專案,幾乎所有衛星的資料可以在測量後六小時內,以通用的格式將資料發佈出去。

連結:海水表面溫度──黑體輻射的應用(二)


資料來源

  1. http://en.wikipedia.org/wiki/Sea_surface_temperature

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