或許，我們在有生之年無法造訪太空，但現(xiàn)在可以通過衛(wèi)星搜集的影像來俯視我們賴以生存的地球。

美國航空航天局 （NASA）分別于1999年和2002年發(fā)射了TERRA和AQUA衛(wèi)星，用來遙測地球環(huán)境。近日，NASA決定將這兩顆衛(wèi)星搭載的高功能觀測設(shè)備從初次運行到如今獲得的近20年地球影像資料全部公開，公眾可在個人電腦上方便地瀏覽和探索地球的滄桑巨變。

▲TERRA衛(wèi)星

▲AQUA衛(wèi)星

由美國航空航天局 （NASA）牽頭、多國參與，建于1991年的地球觀測系統(tǒng) （EOS），是一個由多顆衛(wèi)星組成，實施多學(xué)科 （大氣、海洋、陸面、生物、化學(xué)等）綜合研究，加深對地球系統(tǒng)變化理解的全球衛(wèi)星觀測體系。TERRA和AQUA衛(wèi)星都是EOS計劃中的一部分。

日前，這兩顆衛(wèi)星拍攝的近20年地球影像資料已全部在Wor l dView應(yīng)用軟件上向公眾開放。全球的用戶輕點鼠標(biāo)，就能看到高清影像資料，仔細觀察火山噴發(fā)、颶風(fēng)導(dǎo)致的洪水、消失的冰川、歐洲大陸的夜空……

“在上世紀(jì)八九十年代，若想俯瞰加州海岸線上空的云層，必須要算準(zhǔn)云層的運動，而且衛(wèi)星要恰好飛達該區(qū)域上空。而現(xiàn)在，通過Wor l dView應(yīng)用，只需幾分鐘就能查到你所需的圖像并下載或分享出去。”NASA地球科學(xué)技術(shù)和研究項目負責(zé)人圣迭戈·加索介紹說。

地球觀測正在人類生產(chǎn)生活諸多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越顯著的作用。通過對地球環(huán)境的持續(xù)關(guān)注和研究，我們將更好地回答全球氣候變化問題，更全面、深刻地了解自然和人類對全球環(huán)境變化所起的作用；長期積累的各項數(shù)據(jù)及對其的分析，也將為經(jīng)濟社會建設(shè)、災(zāi)害預(yù)測應(yīng)對、資源開發(fā)利用等提供必要的支持。

夏威夷火山裂縫見證 “最年輕”

夏威夷島基拉韋厄火山爆發(fā)在火山東部裂谷帶產(chǎn)生了一系列氣體和熔巖向外滲出的裂縫，這些裂縫和高濃度的二氧化硫?qū)е铝嗽摰貐^(qū)大規(guī)模的人員疏散。

上圖是Terra衛(wèi)星上先進的太空熱發(fā)射和反射輻射計 （ASTER）拍攝的圖像，捕捉到了這些新出現(xiàn)的裂縫。

基拉韋厄火山是位于夏威夷島最東南的最年輕火山，自1983年以來，東裂谷地區(qū)的噴發(fā)活動一直持續(xù)不斷，基拉韋厄火山也由此成為世界上最活躍的火山之一。

斯瓦爾巴群島消失的海冰

2016年 3月 14日，Aqua衛(wèi)星上的中分辨率成像光譜儀 （MODIS）為北極中部地區(qū)拍攝了第一張  “可視”衛(wèi)星圖像。上圖呈現(xiàn)的就是這一天位于該地區(qū)斯瓦爾巴群島北部的 “真實色彩”。

研究人員通過衛(wèi)星圖像對斯瓦爾巴群島的海冰狀況進行了觀察和估量，發(fā)現(xiàn)海冰在逐年減少。他們推測，弗拉姆海峽、巴倫支海和格陵蘭海等地區(qū)的高溫和強風(fēng)對海冰消失有潛在影響。從這張衛(wèi)星照片也可以看出，該地區(qū)上空強勁的海風(fēng)。

洪水連著大火席卷奧卡萬戈三角洲

非洲中南部國家博茨瓦納北部的奧卡萬戈三角洲是世界上最大的內(nèi)陸三角洲之一，以每年發(fā)生在2月至5月間的洪水而聞名于世，季節(jié)性降雨帶來的洪水覆蓋了約2萬平方公里的濕地。但是，就像洪水災(zāi)害經(jīng)常肆虐喀拉哈里沙漠的這一地區(qū)一樣，大火也經(jīng)常無情地吞噬著這片地區(qū)。

上圖是今年4月28日至5月23日期間Aqua和Terra衛(wèi)星上的中分辨率成像光譜儀 （MODIS）獲得的奧卡萬戈三角洲地區(qū)動態(tài)圖像中的兩張。

這組動態(tài)照片向我們展示的是大火向東南方向緩慢移動，留下一道深棕色的燃燒痕跡。

通過研究這些照片，博茨瓦納奧卡萬戈研究所的濕地生態(tài)學(xué)家邁克爾·哈德森發(fā)現(xiàn)了一個意外規(guī)律，那就是在洪水泛濫平原上，發(fā)生火災(zāi)的可能性更大。

之前也有研究表明，火災(zāi)會通過改變泛濫平原的水質(zhì)，破壞水生動物幼體的棲息環(huán)境，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

雖然洪水泛濫會產(chǎn)生更多燃燒所需的燃料，但大火終究還是人為原因?qū)е碌摹?nbsp;“幾乎所有的火災(zāi)都是人為造成的。例如，人們經(jīng)常在植被茂盛的地方點火，而這些地方很容易發(fā)生火災(zāi)。”哈德森說：  “隨著人類在三角洲地區(qū)的生態(tài)足跡不斷增多，發(fā)生火災(zāi)的范圍和頻率可能還會增加。”

紅海上奇特的波浪形沙塵暴

紅海上空的沙塵暴并不罕見，每年夏天，風(fēng)都會將撒哈拉沙漠中的沙塵刮起帶到紅海。但請注意觀察上圖——2018年6月11日Aqua衛(wèi)星拍攝的吹過紅海海面的沙塵暴，呈現(xiàn)出一種奇特的波浪形狀。

氣象分析局的氣象學(xué)家利·蒙查克注意到這一奇特的模式后認為，這很可能是與大氣中的重力波有關(guān)，是由風(fēng)切變造成的。

她說： “在這種情況下，來自沙漠含有大量塵埃的熱空氣在刮到海洋上空時速度變慢，上層空氣的移動速度比溫度較低、密度較大的底層空氣更快，結(jié)果導(dǎo)致海洋上空的沙塵暴像波浪一樣，就像風(fēng)導(dǎo)致海水形成波浪一樣。”

哥倫比亞大學(xué)和美國航空航天局戈達德太空研究所的研究員巴斯蒂安·范迪登霍文也認為，很可能是地球引力制造出了這一奇觀。他說： “同樣的空氣重力波也會在云層中形成起伏的波狀云，而在這場沙塵暴中，空氣重力波導(dǎo)致塵埃形成了這樣的波浪形。重力波通常出現(xiàn)在大氣中，但需要以云為媒介，而在這種情況下，是塵埃讓空氣重力波顯形可見。”

磷減排治理伊利湖有害藻華

上圖是 2015年 9月 6日的衛(wèi)星圖像，顯示出伊利湖上日益嚴(yán)重的藻華。

這些有毒藻類的過度生長，給人類和水體生態(tài)系統(tǒng)帶來威脅。為此，根據(jù)2012年大湖水質(zhì)協(xié)議，美國和加拿大承諾在2016年2月前實現(xiàn)兩國為伊利湖制定的磷減排目標(biāo)。

作為對這一承諾的回應(yīng)，在科學(xué)調(diào)研和廣泛的公眾咨詢之后，加拿大和美國通過了伊利湖磷減排目標(biāo) （與2008年的基線相比）——

將進入伊利湖西部和中部盆地的總磷減少40%，美國和加拿大排入湖水中的磷分別減少3316公噸和212公噸。

在伊利湖西部和中部盆地的近岸海域維持藻類物種的健康水生生態(tài)系統(tǒng)：確保以下水藻為害水域春季流入的總磷和可溶性活性磷降低40%，包括加拿大的泰晤士河和利明頓河的幾條支流，美國的莫米河、瑞森河、杜桑溪、桑達斯基河和休倫湖等。

進一步的工作是建立具體目標(biāo)，以減少在伊利湖東部盆地有害藻類的影響。加拿大和美國正在推動促進與其他行政轄區(qū)和利益相關(guān)方的密切合作，制定國內(nèi)行動計劃，規(guī)劃實現(xiàn)新目標(biāo)的戰(zhàn)略。

衛(wèi)星資料

TERRA衛(wèi)星 Terra，在拉丁語中是 “土地”的意思；Terra衛(wèi)星是 NASA“地球觀測系統(tǒng) （EOS）”計劃中的第一星，發(fā)射于1999年12月18日。它攜帶了五種傳感器，能同時采集地球大氣、陸地、海洋等信息，對地球表面和大氣參數(shù)作長期監(jiān)測。

Terra的軌道基本上是和地球的自轉(zhuǎn)方向相垂直，所以它的圖像可以拼接成一幅完整的地球總圖像。通過分析這些數(shù)據(jù)，有助于科學(xué)家認識全球氣候變化的起因和發(fā)展，了解地球氣候和環(huán)境的整體作用。

AQUA衛(wèi)星  Aqua，在拉丁語中是 “水”的意思；Aqua衛(wèi)星承擔(dān)了收集大量關(guān)于地球水循環(huán)信息的任務(wù)，包括海洋海水蒸發(fā)、大氣中的水蒸氣、云層、降水、土壤水分、海冰、陸冰，以及陸地上的積雪和冰的各種數(shù)據(jù)和信息。

Aqua衛(wèi)星的測量數(shù)據(jù)還包括輻射能通量、氣溶膠、覆蓋陸地的植被、浮游植物和海洋中的溶解有機物，以及空氣、土地和水溫等。