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从太空看地球15年的巨大变化
时间:2014-12-31 16:57 作者:shenkong 浏览读取中…
15年来,NASA的EOS收集了巨量且极为重要的资料,让人类更了解自己的家园,以及自己的行为如何影响这个独一无二的行星。今年适逢EOS老大哥Terra的15岁生日,NASA特别公布15张令人拍案惊奇的EOS影像。
1. 蓝色玻璃弹珠
2002年科学家解析卫星上「中尺度影像光谱仪」(MODIS)收集超过4个月的资料,再加上一层云创造出复合的蓝色弹珠,成为21世纪的主要地球图像之一。2007年苹果公司推出的iPhone预设背景就采用此图。现在,MODIS版地球现在也常被NASA用作其它地球科学资料视觉化的基底。
2. 冰架崩解
南极半岛(Antarctic Peninsula)于2002年隆起山脊,周围产生许多冰架。MODIS恰好观测到其中一个冰架崩解的过程,给科学家带来鸟瞰剧烈现象的新视角。当年1月,面积广达3273平方公里的拉森B冰架(Larsen B)受到大量融冰影响产生凹陷。2月中旬,冰架前端后退了约10公里。3月7日,冰架完全崩解。
3. 地球边缘的臭氧层
若要知道大气在不同高度组成成分必须到地球边缘观测。NASA利用卫星上的观测微波临边探测器(MLS)观察地球极轴地面至高空的气体组成和变化,提供科学家层层剖析大气成分,特别用来监控臭氧层破洞和气候变迁。MLS也是第一个从太空测量臭氧层气体减少过程的探测装置。
4. 全球植被年变化
从太空看地球能知道世界植披分布已不稀奇,NASA的卫星资料能告诉我们更多,包含植物光合作用吸收多少二氧化碳。MODIS测量碳吸收率供科学家比较世界植被整年四季的变化,动画中深绿表示植被多、碳吸收率高。
5. 升温的北极
自2000年起,Terra上的地球云层和辐射能量系统(CERES)开始测量北极吸收的辐射量。资料显示,15年来,北极吸收太阳辐射增加了5%,近10年的升温程度更是地球其它地区的两至三倍。图像上,红色代表增加的辐射吸收范围,蓝色则是减少的海上冰层。
6. 美国空气变干净了!
NASA近几年透过卫星观测二氧化氮(NO2)来看美国空气品质变化,结果发现,由于新款汽车排放废气规则更严格、工厂也受到更多管制等原因,美国的空气逐年变干净,容易造成身体病变的有害物质在过去15年也显著下降。图为自2005年至2011年二氧化氮的动态变化图,颜色越红表示二氧化氮浓度越高。
7. 地球表面易燃处
假如没有MODIS,我们可能不会知道每年有1/3的地球地表起火燃烧。过去15年,MODIS一天4次,观测超过4亿个全球常起火地点,制作出一张「火图」,以了解燃烧后产生的碳会如何影响生态环境、造成气候变迁以及危害人体健康。
8. 烟柱
除了观测野火燃烧地点,卫星也观测野火烧尽后产生的烟会往何处飘散以及进到多高的大气层,甚至还能看到和云结合的「烟柱」(smoke plume)。
9. 海冰移动
透过卫星观测,漂浮在北极海面上的冰层也一览无遗。NASA得到高画质的北极冰帽四季变迁图。他们也观测到,受到气候变迁影响,北极冰帽在过去15年确实缩小了不少。
10. 二氧化碳增减
地面监测透过植披、树林、浮游生物的四季变化让我们得知北半球的二氧化碳随着四季增减,但是却始终没有全球的观测资料。NASA卫星上搭载的大气红外线探测器(AIRS)从距离地面数千呎高空测量二氧化碳浓度在四季的变化。图中黄色即为二氧化碳浓度、绿色为地表植披。
11. 神秘的云层和气胶
影响地球气候变迁还有2个重要变数:云层和气胶(aerosol)。云层能反射太阳光波,同时也能防止地球表面热能发散至太空。至于和气则能分散光源,降低温度,一些则能吸收热能。科学家透过卫星长期观测以了解两者神秘的互动。
12. 全球立体模型
科学家利用Terra搭载的先进遥测装置ASTER收集地球上细微的偏移影像,以供科学家绘制成3D立体模型,绘制出高画质的「全球数值高程模型」(The Global Digital Elevation Models)。2009年,第一张包含两极的全球数值高程模型释出,收集超过130万张地景图,涵盖超过90%的地表,过去科学家曾用来观测地表变化,特别是在地震、洪灾、海啸等自然灾害之后。
13. 浮游生物大繁衍
遍及营养富足的河川、深海的浮游生物在地球上扮演吸收碳化合物并转换至海洋的重要角色。卫星观测到数年来浮游生物大量繁衍,有的长达数百公里,科学家也借此更了解复杂的海洋生态系统及碳循环。
14. 一氧化碳地图
从野火、汽车等排放出的一氧化碳(CO)无色无味,对臭氧层来说也是有害气体。Terra上的对流层污染物测量器(MOPITT)是第一部追踪全球一氧化碳的装置,根据资料,自2000年起一氧化碳排放量每年减少1%。
15. 臭氧层破洞变小了
臭氧层如同地球的遮光罩,使得地球免于受到太阳过于强烈的光线伤害。1987年蒙特娄条约已禁止使用会破坏臭氧层的化学物质,也成为国际社会的共识。然而,多年努力终有成效,NASA卫星的臭氧层监测器证实,近年来南极上空的臭氧层破洞已渐渐缩小、恢复中。图为1979年至2013年臭氧层浓度变化。
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