新方法化衛星雜訊成科學數據,助更精準繪製海岸潮汐變化
當漲潮或退潮,水位不一定沿整個海岸線均勻漲落,事實上由於地形共振及淺水效應,同一個海灣相隔僅幾公里,潮汐高度差可能達 1 公尺。
過去觀看衛星照片時,科學家最討厭海岸線「忽胖忽瘦」,將之視為干擾數據需要消除的雜訊。但一群科學家反其道而行,將原本被視為干擾的海岸線變化轉化成科學數據,透過追蹤美國陸地衛星計畫(Landsat Program)40 多年來拍攝的數千張衛星影像,結合陸地、水域邊界數據與海灘坡度資訊,計算出局部範圍水位及潮汐變化,長遠來看有助更準確預測漲退潮。
傳統測量潮汐方式為放置可連續測量液體高度的水位計,對於潮汐變化相對較小、或者已放置許多水位計監測的國家來說,新方法不一定重要,比如丹麥。但對水位計數量較少的國家來說,以新方法取得沿海地區更詳細數據可能大幅改善當地潮汐預報,比如格陵蘭、孟加拉。
潮汐不是簡單的海水整體上升下降現象,而是受海岸線形狀、海底地形、地球自轉等條件形塑的複雜波動。在狹窄海灣或峽灣中,潮汐波可能產生共振效應使某些位置潮差大幅放大,這就是為什麼同一個海灣相隔幾公里潮高可能相差 1 公尺。
新方法很大程度也要歸功於從 1972 年就開始運作的陸地衛星計畫,雖然 Landsat 衛星太空解析度不如某些商業衛星,但因為累積超過 50 年影像資料,讓科學家能掌握潮汐的短期週期性變化。
該技術長期目標為改善潮汐模型,未來若結合即時衛星數據,有望發展出更精準局部潮汐預報程式,或與數位孿生技術結合,模擬極端天氣下的沿海洪水風險。
(首圖來源:pixabay)