为什么地球观测卫星如此重要? - beplay电竞app下载,beplay体育官网电脑

地球在60年前拥有了第一颗人造卫星，1957年发射了一颗名为斯普特尼克(Sputnik)的哔哔球，开启了太空时代。自那以后，成千上万颗更漂亮的卫星接踵而至，目前约有1400颗卫星在运行，其中包括各种很酷的科学工具，如太空望远镜。然而，虽然这些科学卫星通常聚焦于外部，利用它们的高度来更好地观察宇宙，但地球的轨道也提供了一个重要的视角来观察其他东西:地球本身。

地球观测卫星现在在世界各地扮演着许多重要的、甚至拯救生命的角色，其中一些最强大的卫星是由美国的两个机构管理的:国家海洋和大气管理局(NOAA)和国家航空航天局(NASA)。这些卫星提供了一些众所周知的服务，比如帮助我们预测和跟踪危险的风暴，但也提供了一系列不太为人所知的好处。鉴于最近的报告美国国家海洋和大气管理局卫星部门的预算可能大幅削减类似的担忧关于美国宇航局的地球天文台——也许这些好处有点太不为人知的。

为了更清楚地说明为什么美国的地球观测卫星如此有价值，为什么我们需要这么多卫星，下面我们来仔细看看一些卫星及其实际用途。

预测龙卷风

地球观测卫星是预测各种恶劣天气事件的关键工具。NOAA的卫星提供了特别有价值的信息流，不断成像风暴和云层，测量表面温度和监测降水，以及许多其他任务。

美国国家海洋和大气管理局解释说:“这种24/7、不间断的基本环境情报流是国家气象局复杂的beplay体育官网电脑计算机建模的支柱，可以为恶劣天气事件创建预测和警告，从而拯救生命并保护当地社区。”

例如，龙卷风是一种复杂的现象，很难预测，所以我们需要各种各样的数据来为我们的模型和预测提供信息。这包括来自飞机和地面传感器的信息，但卫星可以提供有关严重雷暴及其可能产生的任何龙卷风的独特有价值的数据。这些数据被输入到复杂的计算机模型中，这些模型可以计算出大气可能的下一步运动，并提供有关诸如moisture-channel变化云层旋转可以改善龙卷风预报。

不同的卫星携带不同种类的仪器，它们的各种数据可以综合起来，形成比任何一颗卫星单独提供的更全面的图像。新技术使NOAA的卫星舰队更有价值GOES-16卫星该机构表示，该卫星于2016年底加入地球同步运行环境卫星(GOES)系统，已经成为“游戏规则改变者”。beplay体育官网电脑它可以每15分钟扫描一次西半球，每5分钟扫描一次美国大陆，每30到60秒扫描一次恶劣天气地区，所有这些都可以同时进行。它提供了更多光谱波段它的分辨率和速度比以往任何时候都要高，而且还提供了更多的雷暴和龙卷风预警时间。

关于闪电的启发

GOES-16的一个令人印象深刻的工具是它的地球同步闪电绘图仪(GLM)是地球上第一个在地球静止轨道上的闪电探测器。GLM持续在西半球寻找闪电，提供的数据可以告诉预报员风暴何时正在形成、增强和变得更加危险。“闪电的快速增加是风暴迅速加强的信号，可能会产生恶劣天气。”美国国家海洋和大气管理局解释说因此，这种洞察力为危险风暴的发展提供了另一个关键线索。

GLM数据还可以揭示风暴何时停止，以及降水、土壤湿度和地形等因素，这可以帮助预报员更早地发出洪水警报。在像美国西部这样的干旱地区，GLM对于预测闪电可能导致野火的时间和地点也很有用。这不仅仅是更大问题的代表，因为闪电本身就对人类生命构成了直接威胁。GLM也被设计用来探测云内闪电，这种闪电通常发生在潜在的致命云地撞击之前10分钟或更长时间。美国国家海洋和大气管理局指出:“这意味着预报员有更多宝贵的时间来向那些参与户外活动的人发出威胁。”

预测飓风

1943年，德克萨斯州海岸被一场“突然飓风“没有人看见他来了。1943年还没有气象卫星——第一颗卫星20年后才进入轨道——甚至连气象雷达都还没有。此外，由于美国对德国u型潜艇的担忧，船只的无线电信号在墨西哥湾被静音，进一步限制了获得充分警告的机会。

然而，今天，如果没有成群的人注视着飓风的一举一动，它就走不了多远。我们有几种跟踪和预测热带气旋的方法，但与许多风暴一样，NOAA和NASA的卫星是我们了解它们的最佳选择。

这两个机构都有几颗卫星来完成这项任务。NOAA的GOES系统提供了精确的飓风数据和图像，比如上面2015年GOES- west的图像，而NASA的Terra卫星它是地球观测舰队的旗舰，携带了一套仪器，使其成为人类抵御飓风的关键部分。除了这些天空中的眼睛，美国宇航局最近还发射了8颗微型卫星，被称为气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)，以提高我们对飓风形成的认识。“这次任务将研究海洋表面特性、潮湿大气热力学、辐射和对流动力学之间的关系，以确定热带气旋是如何形成的，它是否会加强，如果会加强，会加强多少。”解释了密歇根大学空间物理研究实验室，该实验室帮助开发了该系统。“这将推动预测和跟踪方法的发展。”

这是一个NASA卫星的例子全球降水测量(GPM)核心天文台，显示飓风马修在2016年10月初接近美国海岸:

监测火灾和洪水

随着气候变化刺激了更极端的天气模式，干旱的威胁——以及野火——在美国许多地区正在增长。在干旱的西部州，这是出了名的真实情况，但在更远的东部，也有很多潜在的火灾，因为美国东南部的人们在2016年被提醒．自然野火不应该总是被完全扑灭，但无论我们是在灭火还是只是控制火势，地球观测卫星都能提供拯救生命的视角。

美国国家海洋和大气管理局和美国国家航空航天局的卫星可以通过测量降水、土壤湿度和植被健康等数据来跟踪火灾风险，帮助揭示需要规定的烧伤或其他预防措施来避免失控的野火。它们还通过监视烟雾来帮助监控火灾的规模和移动，这可能会对公共健康造成远远超出火灾本身的额外威胁。

在光谱的另一端，地球观测卫星也可以帮助我们在洪水之前保持警惕，包括由洪水引起的洪水冰堵塞．在冬季和春季，一些河流的冰塞洪水很常见，通过卫星跟踪河冰的位置和运动，官员们可以更早地发布洪水预警。卫星在预测山洪暴发方面也发挥着至关重要的作用，特别是在人口稀少的农村地区，几乎没有其他降雨数据来源，如仪表或雷达。

通知农民

天气和气候数据对农民和牲畜生产者尤其有价值，因为他们的生计可能取决于有时间为暴雨、严寒或干旱做准备。美国国家海洋和大气管理局与美国农业部(USDA)合作，帮助他们随时了解情况，这两个机构于1978年通过联合农业天气设施(JAWF)正式建立了这种伙伴关系，其任务是让美国种植者、出口商、商品分析师和USDA工作人员了解全球天气发展及其对作物和牲畜的潜在影响。

为了实现这一目标，美国国家海洋和大气管理局和美国农业部的专家分析来自卫星和其他来源的天气数据，评估天气将如何影响农业生产，然后将他们的研究结果发表在《农业科学》杂志上每周天气和作物简报(WWCB)，一份可以追溯到19世纪90年代的出版物。被描述为“部分天气报告，部分作物预测”的WWCB提供各州的天气统计数据、国际天气报告、全球作物生产摘要、地球同步卫星图像以及来自多个数据源的各种“混合”数据产品。除了WWCB, NOAA和USDA还在一些项目上合作，比如作物探险家这是一个基于网络的应用程序，提供“接近实时的农业气象信息”和其他数据产品。

虽然NOAA的重点是美国农民，但卫星也提供了更广阔的视野。这在天气预测方面很有用，因为天气模式通常始于美国境外，而且对于农作物必须在全球市场上竞争的美国种植者来说，这也是一个福音。

美国农业部副首席气象学家马克·布鲁斯伯格在2016年的一份声明中解释说:“(每周天气和作物简报)帮助农民跟上世界商品形势。”“我们的农民对欧洲和南美的情况很感兴趣，因为这最终会影响到他们种植的作物和价格。”

追踪气候变化

除了我们从地球观测卫星中获得的所有局部的、短期的好处之外，它们最重要的任务之一是揭示一个更大的图景:我们在美国和世界范围内日益不稳定的气候。即使没有人类的干扰，NOAA和NASA的卫星也将是自然气候变化的重要窗口，但考虑到人类温室气体排放造成的全球危机，他们的大局观尤为紧迫。

还有NASA科学家埃里克·费策尔指出在2015年，看到这幅大图景的关键是在时间和空间上积累大量精确的环境数据，如果没有卫星，这项任务将会受到极大的影响。beplay体育官网电脑“最大的目标是衡量大气对变化的反应，”费策尔说，“为了充分理解长期趋势，你最好能很好地理解短期趋势。”

卫星是了解气候变化的重要工具，提供了太多不同的见解，在这里无法充分描述。随着时间的推移，所有的天气数据都变成了气候数据，所以我们了解到的任何关于龙卷风、飓风、厄尔尼诺Niño或北极涛动的短期行为都可以帮助我们更长期地了解气候是如何变化的。此外，卫星还传递有关北冰洋、格陵兰岛和南极洲等偏远地区的关键数据。在这些地区，冰川和海冰融化对世界各地的人们有着重大影响。例如，这包括海平面上升，如果不是卫星在上空不知疲倦地工作，我们对海平面上升的了解就会少得多。

研究对公众健康的威胁

地球观测卫星已经揭示了与恶劣天气有关的公共健康风险，以及海平面上升、干旱和粮食短缺等气候变化带来的风险。但它们也提供了对其他不太明显的风险的洞察，比如有害藻华(hab)，这可能是自然发生的，也可能是由于雨水径流中的化肥造成的，它会过度喂养产生毒素的藻类，直到它们形成巨大的、危险的“水华”。有害藻华可以发生在海水或淡水中，并周期性地侵袭附近人口密集的水体，如伊利湖或佛罗里达州的奥基乔比湖。

有害藻毒素可以使人类和野生动物患病，或者间接造成低氧“死亡区”，杀死水生生物，每年给美国造成约8200万美元的经济损失。来自NOAA和NASA卫星的图像被用于评估和预测有害藻华，帮助官员确定藻华的大小和位置，它的方向，它是否以有毒藻类为特征，以及它是否可能在不久的将来变得更加严重。

甚至一些传染病可以通过卫星进行追踪．例如，疟疾等由蚊子传播的疾病的传播往往取决于降雨、温度、湿度和植物覆盖度等环境因素，因为这些因素会影响蚊子的寿命和繁殖成功率。beplay体育官网电脑NOAA科学家Felix Kogan在2015年的一篇文章中解释说:“不幸的是，我没有从卫星上看到蚊子，但我看到了蚊子所在的环境。”beplay体育官网电脑“蚊子喜欢温暖潮湿的环境，这是我从运行卫星上看到的。”beplay体育官网电脑

由于植被地区吸收更多的可见光，并将更多的近红外光反射回太空，Kogan和他的同事可以使用基于卫星的辐射探测成像仪来测量植物覆盖随时间的变化。如果环境对蚊子有利，它们就可以预测何时、何地以及疟疾风险会持续多久——提前一到两个月。

协助救援

地球观测卫星除了对恶劣天气、气候变化和其他生死问题有深刻见解外，还有助于将人们从立即危及生命的情况中拯救出来。NOAA卫星是国际搜索和救援卫星辅助跟踪系统的一部分，COSPAS-SARSAT，该项目利用航天器网络快速探测和定位飞机、船只或手持个人定位信标发出的遇险信号。

当NOAA的卫星确定遇险信号时，位置数据被转发到位于马里兰州NOAA卫星操作设施的SARSAT任务控制中心。从那里，信息被迅速发送到救援协调中心，由美国空军负责陆地救援，或由美国海岸警卫队负责水上救援。

2016年，这一过程已经习惯了救援307人在全国范围内，这是自2007年353人获救以来的最高数字。根据美国国家海洋和大气管理局的数据，其中三分之二是水上救援，约7%是与航空有关的救援，25%是涉及公共汽车的陆上救援。

“在任何一天，任何时间，”NOAA SARSAT经理克里斯·奥康纳斯在最近的一份声明中说，“NOAA的卫星都可以在拯救生命方面发挥直接作用。”

为什么有这么多卫星?

总的来说，我们可能很难忽视地球观测卫星的价值，但一些批评人士说，我们的卫星太多了。美国众议员拉马尔·史密斯(R-Texas)就是其中之一建议美国国家航空航天局(NASA)应该忽视地球科学，转而关注外太空，他们认为“还有十几个机构在研究地球科学和气候变化。”然而，另一个拥有地球科学卫星舰队的联邦机构——美国国家海洋和大气管理局(NOAA)也面临着恐怖的威胁潜在的严重削减它的卫星预算，引起了人们对我们在天空中拯救生命的眼睛视力下降的担忧。

在NASA 190亿美元的预算中，约20亿美元用于地球科学项目，而NOAA的整个预算相对微薄58亿美元．(相比之下，整个联邦预算是超过3万亿美元)。然而，放弃这些投资可能会产生可怕的后果，从失去对恶劣天气的预警时间，到失去对气候变化速度的预测。

虽然让多个机构管理数十颗地球观测卫星似乎有些多余，但值得注意的是，不同的卫星携带不同种类的仪器来测量各种地球信号。即使他们的努力确实重叠，同样值得注意的是，冗余在科学中很少是浪费。来自一颗卫星的信息可能有用，但如果该信息能被其他卫星证实，其价值就会飙升。

这个清单只涵盖了地球观测卫星的一些好处。例如，它们还可以帮助我们预测地磁风暴、跟踪石油泄漏和规划贸易路线等。虽然我们对离开地球的兴趣很大程度上可能是受到太空诱惑的驱使，但这些轨道瞭望台体现了太空时代的一个重要教训:没有一个地方像我们的家一样。至少在附近没有）.