即将发射的“天宫二号”空间实验室安排了地球科学观测及应用、空间科学实验及探测、应用新技术等领域的十余项高精尖的任务，这些实验有的是在探索宇宙最深处的奥秘，有的是帮助人们更好的认识海洋和大气，有的甚至是在解决将来星际旅行时食物的问题…
如何“玩转”这么多高难度任务并保障它们有序、安全地运行下去呢？代表中国科学院牵头负责的中国科学院空间应用工程与技术中心，承担了“天宫二号”任务规划、总体管理和技术集成工作。
接下来的一段时间里，科学大院将带大家一起了解这些“高大上”太空实验的神奇之处…
今天我们来介绍国际上领先的可以三维成像的微波高度计。
“天宫二号”三维成像微波高度计是国际上第一次实现宽刈幅海面高度测量并能进行三维成像的微波高度计。它采用小角度、高精度干涉测量技术，能精确获得海面的干涉条纹信息，进而获得三维海面形态，再经过复杂的定标最终获得宽刈幅范围内的海平面高度测量。
为啥要用微波高度计测海？
浩瀚而又神秘的海洋是人类最大的资源宝库，蕴藏极为丰富的生物、化学、矿产资源和能源，是人类扩大生存空间、推动经济发展的重要领域。
相对于陆地而言，占地球表面积71%的海洋拥有全球97%的水量，是自然界水循环的重要组成部分，并对地球上的气候、水文生态环境有着极其重要的影响。

海洋虽然蕴藏着可促进人类社会发展的巨大宝藏，但也是很多重大自然灾害发生的源头。
海洋灾害的发生，往往伴随着海洋环境的异常变化，例如局部海洋区域的海面高度和海面温度的异常升高。
而海面高度的异常升高，例如“厄尔尼诺现象”，幅度仅为分米级，只有微波高度计能够敏锐地捕捉到这种细微的变化，同时还需要去除赤潮、海啸和风暴潮的干扰。
因此，人类只有深刻地、清晰地了解海洋环境的安全性，才能真正的开发和使用海洋资源。
微波高度计项目的实施可为研究全球的海洋动力环境（包括海平面高度，海面风浪和洋流）提供直接的科学观测数据，同时也为全球能量交换、气候变化的研究提供不可或缺的科学依据。


根据高度计观测获得的平均海平面图



根据高度计观测得到的飓风热势场
微波高度计有什么功能？
这里，我们以海平面高度和海洋水深测量为例来说明微波高度计的功能。
海平面高度
海平面高度是最基本的海洋水文参数之一，与全球水循环关系最为密切。
海面异常升降是指海平面高度超常规的上升、下降的现象。由于潮汐作用、气候变化、海水热容量变化、地球自转速度变化等原因，海面始终处于复杂的升降变化之中。
如果升降幅度较小，或者按照一定的周期发生有规律的升降变化，则属于“正常”升降活动，一般不会引发自然灾害。相反，如果发生大幅度的异常变化，则往往会给人类社会造成危害，例如海啸、风暴潮等。
除这些突发性的海面异常升降外，实际中还会发生长期的趋势性海面上升或下降，这也有可能对人类社会产生严重危害。
例如海面如果持续上升，不但会加剧风暴潮灾害，还会改变沿海地区的自然地理和生态环境，使广大低海拔地区出现被海水浸没的危险，可能引发世界范围的重大环境问题。
导致海面高度异常变化的主要因素包括：自然原因和“温室效应”造成的气候变化；由构造运动和地面沉降活动引起的滨海陆地升降；冰川消融以及河流入海水量变化。


根据NASA/CNES合作的TOPEX/Poseidon卫星以及Jason-1卫星高度计在1993-2008年为期16年的观测结果，而获得的全球海平面升高情况（单位为mm）(由University of Colorado 提供)
海洋水深
全球的海洋水下环境十分复杂，有不同高度的海山和不同深浅的海沟，海底呈现复杂的地形特征，对水下环境的掌握对保障航海安全至关重要。
海洋水下环境往往可反映到海平面的变化上，因此微波高度计担当的另一个重任就是对海洋的水深进