探索
EXPLOE
永不眨动的眼睛-人造卫星
发布时间:2024-12-14
打印
{{ isAudioPlay ? '暂停播放' : '播放声音' }}
放大 缩小

人造卫星夜以继日地肩负着许多任务,比如守望水手的海上安全。如果把—颗卫星看作是一个实验室的实验台,那么科学家可以根据不同的实验对象和工具,在实验台上通过远程操控完成不同的任务。

那么,这些在太空中不同轨道高度上运行的卫星的“视力”要多敏锐才行呢?事实是,它们真的特别敏锐…

想象一下,你正驾驶着一艘渔船或游艇驶离墨西哥海岸。那天是2017年6月25日,周日,早上5点左右,地点为墨西哥阿卡普尔科南部。收音机正大声播报着:“根据墨西哥太平洋沿岸水域的卫星图像,一个热带低压已增强为热带风暴‘多拉’(Dora)。”这下情况要糟糕了!你要赶紧驶到一个港口避难。

晚上11点,广播又一次大声响起,一则美国国家飓风中心(NHC)的通知“多拉云团持续到今晚并将迅速增强。几个热带气旋清晰可见,中心密集云层区更加对称,且正逐步变大。”此时,你的船还在巨浪中翻滚。不过幸运的是,在NHC正式将飓风命名为多拉(2017年第一场太平洋飓风)后的7小时30分钟后,你已顺利地驶进了一个避风港。

那么,在一个距海面800千米远的卫星上是如何实时观测到一个热带风暴正演变成一场飓风的呢?

美国的Suomi国家极地轨道伴随卫星(Suomi NPP)监测到这个天气变化。这颗卫星是以“气象卫星之父”维尔纳·索米(Verner Suomi)的名字命名的,上面装载着一台可见光/红外成像辐射仪。这台辐射仪观察到了几条清晰可见的雷暴带正逐渐发展成厚厚的甜甜圈形状的飓风的过程(即播报中提到的“中心密集云层区”)。

当你驶入安全地带时,那些盘旋着的云带及下面的海正在被时速130千米的飓风抽打着。你应该感谢头顶上那双永不眨动的眼睛。

浪尖上

人类对地球资源的利用是否合理?这是个颇受争议的话题。大多数科学家都认为答案是否定的,其中人类持续地燃烧化石燃料是造成全球变暖的主要原因。

为了证实这个观点,来自加州大学圣塔芭芭拉分校的蒂莫西·德弗里斯(Timothy DeVries)博士将“眼睛”定位在地球的“恒温器”上,它是否受到了破坏?

海洋像恒温器一样调节着大气温度,在全球碳循环中扮演重要角色。德弗里斯博士于2016年早些时候曾说过:“对于地球气候而言,这个泵至关重要。原因在于,每年从海面沉入海洋深处的碳量几乎和人类每年通过化石燃料排放入大气的碳量差不多。即使是这个生物泵上的一个小变化都可能会对二氧化碳以及气候产生很大的影响。”事实上,大气中每存在1个碳原子,海洋中便存有50个二氧化碳分子。

德弗里斯博士和他的团队想要弄清究竟什么原因会导致生物碳泵的减缓和加速。他们利用卫星图像来寻找阳光、水温、海水盐度、营养物质和浮游植物之间的关系。

这双永不眨动的“眼睛”能看到一大片广阔的海域。它们可以探测到海水表面的颜色和光的强度以及海面上微粒般大小的微生物。科学家通过分析这些信息便能准确地估算出这片海域中浮游植物的生存状况。假如浮游植物喜欢它们的生存环境,那么碳泵就会运转得很好。

当然,你不能以一本书的封面决定它的好坏。卫星数据就像是书的封面,从浮游植物的多少来判断碳泵的工作状况还是有局限的。德弗里斯还需要将卫星数据与海洋表层的一些重要数据联系在一起进行分析,这些数据包括温度(揭示了和水密度有关的信息)、水含盐量(揭示了淡水和海水混合的区域,如极地融冰等)以及某些被海洋吸收了的人类活动产生的气体等。