ลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวมหาสมุทรหรือลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวทะเลหรือที่เรียกว่าลักษณะภูมิประเทศแบบไดนามิกของมหาสมุทรคือ เนินสูงและต่ำบนพื้นผิวมหาสมุทร คล้ายกับเนินเขาและหุบเขาบนพื้นผิว โลก ที่แสดงบนแผนที่ภูมิประเทศการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้แสดงออกมาในรูปของความสูงเฉลี่ยของพื้นผิวทะเล ( SSH ) เทียบกับจีออยด์ของ โลก ^{[ 1 ]} วัตถุประสงค์หลักของการวัดลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวมหาสมุทร คือ การทำความเข้าใจ การไหลเวียนของมหาสมุทรในระดับใหญ่

ระดับความสูงของผิวน้ำทะเล (SSH) ที่ไม่ได้เฉลี่ยหรือ ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ได้รับผลกระทบอย่างเห็นได้ชัดที่สุดจากแรงน้ำขึ้นน้ำลงของดวงจันทร์และวัฏจักรตามฤดูกาลของดวงอาทิตย์ที่ส่งผลต่อโลกในช่วงเวลาที่ยาวนานกว่าหนึ่งปี รูปแบบของ SSH อาจได้รับอิทธิพลจากการไหลเวียนของมหาสมุทร โดยทั่วไปความผิดปกติ ของ SSH ที่เกิดจากแรงเหล่านี้จะแตกต่างจากค่าเฉลี่ยไม่เกิน ± 1 เมตร (3 ฟุต)ในระดับโลก^{[ 2 ] [ 3 ]}อิทธิพลอื่นๆ ได้แก่ รูปแบบระหว่างปีที่เปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความเค็ม คลื่น น้ำขึ้นน้ำลง และลม ภูมิประเทศของผิวมหาสมุทรสามารถวัดได้ด้วยความแม่นยำและความเที่ยงตรงสูงในระดับภูมิภาคถึงระดับโลกโดยใช้ดาวเทียมวัดระดับความสูง(เช่นTOPEX/Poseidon )  

การเปลี่ยนแปลงที่ช้าและมากขึ้นเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแรงโน้มถ่วงของโลก ( จีออยด์ ) เนื่องจากการละลายของน้ำแข็ง การจัดเรียงทวีปใหม่ การก่อตัวของภูเขาใต้ทะเล และการกระจายตัวของหินอื่นๆ การรวมกันของการวัดแรงโน้มถ่วง จากดาวเทียม (เช่นGRACE และ GRACE-FO ) กับการวัดความสูงสามารถใช้เพื่อกำหนดการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลและคุณสมบัติต่างๆ เช่นปริมาณความร้อนในมหาสมุทร^{[ 4 ] [ 5 ]}

ลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวมหาสมุทรใช้ในการทำแผนที่กระแสน้ำในมหาสมุทรซึ่งเคลื่อนที่ไปรอบๆ "เนินเขา" และ "หุบเขา" ของมหาสมุทรในลักษณะที่คาดการณ์ได้ การหมุนตามเข็มนาฬิกาพบได้รอบ "เนินเขา" ในซีกโลกเหนือและ "หุบเขา" ในซีกโลกใต้ นี่เป็นเพราะผลของโคริโอลิสในทางกลับกัน การหมุนทวนเข็มนาฬิกาพบได้รอบ "หุบเขา" ในซีกโลกเหนือและ "เนินเขา" ในซีกโลกใต้^{[ 6 ]}

ลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวมหาสมุทรยังถูกนำมาใช้เพื่อทำความเข้าใจว่ามหาสมุทรเคลื่อนย้ายความร้อนไปทั่วโลกอย่างไร ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของสภาพภูมิอากาศ ของโลก และเพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเล ทั่วโลก การเก็บรวบรวมข้อมูลนี้มีประโยชน์สำหรับข้อมูลระยะยาวเกี่ยวกับมหาสมุทรและกระแสน้ำ ตาม ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ ของ NASAข้อมูลนี้ยังสามารถนำมาใช้เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับสภาพอากาศ ภูมิอากาศ การเดินเรือ การจัดการประมง และการปฏิบัติงานนอกชายฝั่ง การสังเกตการณ์เกี่ยวกับข้อมูลเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทร การไหลเวียน และปริมาณความร้อนที่มหาสมุทรมีอยู่ การสังเกตการณ์เหล่านี้สามารถช่วยคาดการณ์ผลกระทบระยะสั้นและระยะยาวของสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศของโลกในอนาคตได้

ความสูงของผิวน้ำทะเล (SSH) คำนวณโดยใช้ดาวเทียมวัดระดับความสูงโดยใช้ทรงรี เป็นพื้นผิวอ้างอิง [ ^{7 ] ซึ่งกำหนดระยะห่างจากดาวเทียมไปยังพื้นผิวเป้าหมายโดยการวัดเวลาการเดินทางไปกลับของคลื่นเรดาร์ จาก}ดาวเทียมไปยังพื้นผิว^{[ 8 ] [ 9 ]}จากนั้นดาวเทียมจะวัดระยะห่างระหว่างระดับความสูงวงโคจรกับผิวน้ำ เนื่องจากความลึกของมหาสมุทรแตกต่างกัน จึงมีการประมาณค่า ซึ่งทำให้สามารถเก็บข้อมูลได้อย่างแม่นยำเนื่องจากระดับพื้นผิวสม่ำเสมอ จากนั้นระดับความสูงของดาวเทียมจะต้องคำนวณโดยอ้างอิงจากทรงรีอ้างอิง โดยคำนวณโดยใช้พารามิเตอร์วงโคจรของดาวเทียมและเครื่องมือกำหนดตำแหน่งต่างๆ อย่างไรก็ตาม ทรงรีไม่ใช่พื้นผิวศักย์เท่ากันของสนามแรงโน้มถ่วงของโลก ดังนั้นการวัดจะต้องอ้างอิงถึงพื้นผิวที่แสดงถึงการไหลของน้ำ ในกรณีนี้คือจีออยด์ การแปลงระหว่างความสูงทางเรขาคณิต (ทรงรี) และความสูงออร์โธเมตริก (จีออยด์) ดำเนินการจากแบบจำลองจีออยด์ ความสูงของผิวน้ำทะเลคือความแตกต่างระหว่างระดับความสูงของดาวเทียมเทียบกับทรงรีอ้างอิงและช่วงการวัดของเครื่องวัดความสูง ดาวเทียมส่งคลื่นไมโครเวฟไปยังผิวมหาสมุทร เวลาในการเดินทางของคลื่นที่ขึ้นไปถึงผิวมหาสมุทรและกลับลงมาจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับความสูงของผิวน้ำทะเล ในภาพด้านล่าง คุณจะเห็นระบบการวัดที่ใช้โดยดาวเทียมJason- 1 ^{[ 10 ]}

ปัจจุบันมีดาวเทียมที่แตกต่างกันเก้าดวงที่ใช้ในการคำนวณภูมิประเทศมหาสมุทรของโลก ได้แก่Cryosat-2 , SARAL , Jason-3 , Sentinel-3AและSentinel-3B , CFOSat , HY-2B และ HY-2CและSentinel-6 Michael Freilich (หรือเรียกอีกอย่างว่า Jason-CS A) ปัจจุบัน Jason-3และSentinel-6 Michael Freilichโคจรรอบโลกในลักษณะการหมุนคู่ขนาน โดยอยู่ห่างกันประมาณ 330 กิโลเมตร

ลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวมหาสมุทรสามารถหาได้จากการวัดอุณหภูมิและความเค็ม ในระดับความลึก โดยใช้เรือสำรวจอย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ปี 1992 เป็นต้นมา ภารกิจ วัดระดับความ สูง ด้วยดาวเทียม หลายชุด เริ่มต้นด้วยTOPEX/Poseidonและต่อเนื่องด้วยJason-1 , ภารกิจวัดลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวมหาสมุทร บนดาวเทียม Jason-2, Jason-3 และปัจจุบันคือ Sentinel-6 Michael Freilich ได้วัดระดับความสูงของพื้นผิวทะเลโดยตรง โดยการรวมการวัดเหล่านี้เข้ากับการวัดแรงโน้มถ่วงจากภารกิจ Graceของ NASA และ GOCE ของ ESA นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวทะเลได้แม่นยำถึงระดับไม่กี่เซนติเมตร

Jason-1ถูกปล่อยโดย จรวด Boeing Delta IIในแคลิฟอร์เนียในปี 2001 และดำเนินการวัดผลต่อเนื่องจาก ดาวเทียม TOPEX/Poseidonซึ่งโคจรตั้งแต่ปี 1992 จนถึงปี 2006 ^{[ 12 ]} NASAและCNESซึ่งเป็นหน่วยงานอวกาศของฝรั่งเศส เป็นพันธมิตรร่วมกันในภารกิจนี้

วัตถุประสงค์หลักของดาวเทียมเจสันคือการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการไหลเวียนของมหาสมุทร โดยเฉลี่ย ทั่วโลก เพื่อให้เข้าใจปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาและกลไกที่เกี่ยวข้องสำหรับการเริ่มต้นแบบจำลองมหาสมุทรได้ดียิ่งขึ้น เพื่อตรวจสอบความแปรปรวนของมหาสมุทรความถี่ต่ำและสังเกตวัฏจักรของฤดูกาลและการเปลี่ยนแปลงระหว่างปี เช่นเอลนีโญและลานีญา การแกว่งตัว ของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือการแกว่งตัวของมหาสมุทรแปซิฟิก ในรอบทศวรรษ และคลื่นดาวเคราะห์ที่ข้ามมหาสมุทรในช่วงหลายเดือน จากนั้นจึงสร้างแบบจำลองในช่วงระยะเวลานานขึ้นเนื่องจากการสังเกตการณ์ความสูงที่แม่นยำ^{[ 12 ]}มีเป้าหมายเพื่อสนับสนุนการสังเกตการณ์ความแปรปรวนของมหาสมุทรระดับเมโซสเกล ซึ่งส่งผลกระทบต่อมหาสมุทรทั้งหมด กิจกรรมนี้มีความเข้มข้นเป็นพิเศษใกล้กับกระแสน้ำชายฝั่งตะวันตก นอกจากนี้ยังตรวจสอบระดับน้ำทะเล เฉลี่ย เนื่องจากเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของภาวะโลกร้อนผ่าน ข้อมูล ระดับน้ำทะเลการปรับปรุงแบบจำลองกระแสน้ำโดยการสังเกตองค์ประกอบช่วงยาวมากขึ้น เช่น ปฏิสัมพันธ์ชายฝั่ง คลื่นภายใน และการกระจายพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง สุดท้ายนี้ ข้อมูลจากดาวเทียมจะให้ความรู้เพื่อสนับสนุนสาขาอุตุนิยมวิทยาทางทะเล ประเภทอื่นๆ ซึ่งเป็นการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับบรรยากาศ

ยานอวกาศเจสัน-2 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 20 มิถุนายน 2551 ด้วยจรวดเดลต้า-2 จากฐานปล่อยจรวดแวนเดนเบิร์ก รัฐแคลิฟอร์เนีย และสิ้นสุดภารกิจเมื่อวันที่ 10 ตุลาคม 2562 ยานอวกาศเจสัน-3 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 16 มกราคม 2559 ด้วย จรวด ฟอลคอน-9 ของ สเปซเอ็กซ์จากฐานปล่อยจรวดแวนเดนเบิร์ก เช่นเดียวกับยานอวกาศเซนติเนล-6 ไมเคิล ไฟรลิช ซึ่งถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 2563

วัตถุประสงค์ระยะยาวของชุดดาวเทียมเจสันคือการให้คำอธิบายทั่วโลกเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลและรายปีของการไหลเวียนและการเก็บความร้อนในมหาสมุทร^{[ 13 ]}ซึ่งรวมถึงการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศระยะสั้น เช่นเอลนีโญลานีญาดาวเทียมตรวจจับระดับน้ำทะเลเฉลี่ยทั่วโลกและบันทึกความผันผวน นอกจากนี้ยังตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ ของการไหลเวียนของมหาสมุทรส่วนบนในระดับทศวรรษ ทุกๆ สิบปี ศึกษาการขนส่งความร้อนและคาร์บอนในมหาสมุทรและตรวจสอบองค์ประกอบหลักที่ขับเคลื่อนกระแสน้ำขึ้นน้ำลงในน้ำลึก การเก็บรวบรวมข้อมูลของดาวเทียมยังช่วยปรับปรุงการวัดความเร็วลมและความสูงในปัจจุบันและสำหรับการศึกษาระยะยาว สุดท้ายคือการปรับปรุงความรู้ของเราเกี่ยวกับจีออยด์ทางทะเล[ 13 ^{]ในช่วง}เจ็ดเดือนแรกที่ Jason-2 ถูกนำไปใช้ มันถูกบินในระยะใกล้กับJason-1 มาก โดยห่างกันเพียงหนึ่งนาที ดาวเทียมทั้งสองสังเกตพื้นที่เดียวกันของมหาสมุทร เหตุผลของการสังเกตการณ์ในระยะใกล้กันนั้นก็เพื่อการสอบเทียบข้าม ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อคำนวณความคลาดเคลื่อนใดๆ ในเครื่องวัดความสูงทั้งสอง การสังเกตการณ์หลายเดือนนี้พิสูจน์แล้วว่าไม่มีอคติในข้อมูล และข้อมูลทั้งสองชุดมีความสอดคล้องกัน^{[ 13 ]}

มีการเสนอ ภารกิจดาวเทียมใหม่ชื่อSurface Water Ocean Topography Missionเพื่อทำการสำรวจภูมิประเทศของผิวน้ำทั้งหมดบนโลกเป็นครั้งแรก ได้แก่ มหาสมุทร ทะเลสาบ และแม่น้ำ การศึกษานี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของแหล่งน้ำจืดบนโลกจากอวกาศ และการวัดพื้นผิวมหาสมุทรที่ละเอียดกว่าที่เคยมีมา^{[ 14 ]}

• ภูมิประเทศแบบไดนามิก
• กระแสน้ำวน (พลศาสตร์ของไหล)
• สารัล
• ชั้นไมโครเลเยอร์บนผิวน้ำทะเล

• ลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวมหาสมุทรจากอวกาศ
• คำอธิบายเครื่องมือ OSTM