卫星海表温度测量主要利用海面热红外辐射。卫星海表温度(SeaSurfaceTemperature，SST)是最早从卫星上获取的海洋环境参数，是卫星海洋遥感中最为成熟且用户最为广泛的技术。卫星海表温度测量已进入业务化，在大中尺度海洋现象和过程、海洋—大气热交换、全球气候变化以及渔业资源、污染监测等方面有重要应用。

    卫星SST常分为海表皮温和海表体温。前者指海表微米量级海水层的温度，后者指海表0.5～1.0m海水层的温度。

    利用红外波段测温的物理基础是普朗克辐射定律。温度为T(K)的黑体的辐射率由普朗克函数给出

    其中，普朗克常数h=6.6262×10-34J·s，玻尔兹曼常数k=1.3806×10-23J/K，光速c=3×108m/s。图11—4表示不同温度下的黑体辐射谱，地球表面平均温度为300K左右，其黑体辐射峰值波长在8～14μm。实际物体的辐射还与比辐射率有关，在红外谱段，海洋的比辐射率ε≈0.98，随波长、海水温盐、海况的变化极小。

    在红外谱段，大气存在两个窗口，即3～5μm和8～13μm，如图11—5所示。图中，7mm、29mm、54mm总可降水量(totalprecipitablewater)分别对应极地、中纬度、热带。可见，热带大气透射率最低，证明水汽是主要的吸收因子。11μm、12μm为海水辐射峰值区。3.7μm水汽吸收弱，透射率高。因此，红外辐射计的光谱通道设在3.7μm、11μm、12μm。

    与AVHRR相比，ATSR有重要改进：采用锥形扫描技术，使地球表面同一地点从不同角度(0°和55°)测量两次(时间间隔约2.5min)，利用多通道、多角度以改善大气校正；采用两个稳定性很高的黑体作星上辐射量定标，以提高辐射定标精度，克服AVHRR测量中天空辐射不为零的影响；利用新型的主动冷却装置使探测器的温度保持在90K左右，以降低探测器噪声；近红外通道-1.6μm，用于在白天探测云。另外，根据1.6μm通道观测的辐亮度，1.6μm与3.7μm自动交替工作。

    这里，仅介绍从AVHRR原始数据反演海表温度，包括读带、辐射量定标、几何校正、云检测、海表温度反演，流程如图11—6所示。

    NOAA采用的业务化海表温度反演算法有MCSST、CPSS和NLSST三类，其中MCSST包括劈通道算法和三通道算法。劈通道算法：

SST＝a1T11＋a2(T11-T12)＋a3(T11-T12)(secθ-1)-a4

(11—6)

    三通道算法：

SST=a1T11＋a2(T3.7-T12)＋a3(T3.7-T12)(secθ-1)-a4

(11—7)

    图11—7为从AVHRR获取的SST图象，它显示了东海黑潮与冷涡。

    卫星海表温度广泛应用于海洋动力学、海气相互作用、渔业经济研究和污染监测等方面。

    给出了西太平洋暖池的温度和位置，这是常规测量难以实现的。利用海表温度研究了黑潮和湾流的特征，赤道海域Kelvin波、Rossby波的传播过程。利用卫星海表温度发现了诸多中尺度涡旋，并研究了中尺度涡旋、上升流、锋面的变化。小尺度海洋动力特征方面，研究了湍动的精细结构。

    海气相互作用方面，利用卫星海表温度结合其它数据研究全球气候变化，计算海洋热收支、CO2气体交换系数等。特别值得一提的是，卫星海表温度已进入天气、海洋数值预报业务。

    渔业方面，卫星海表温度可为渔业部门提供鱼类的洄游路线和渔场的有关信息。

    污染监测方面，利用卫星海表温度可以监测油污染、大型核电站附近的热污染。