英国环境署 近日宣布,英格兰7月前两周的平均降雨量为6毫米,而整个6月的降雨量仅为15毫米。为了让人们更直观地了解这一数值有多低,沙漠的定义是平均降雨量为每月21毫米。
英国气象局近日利用卫星图像展示了此次干旱对英国的影响:在12周的时间里,由于缺雨导致植物枯萎,图像中的平均颜色从绿色变为棕色。
想必您也注意到,过去10至12周,许多地区都缺少降雨。它甚至改变了英国从太空看去的模样!
地球表面的高空影像能够向公众展示大规模发生的事件,例如英国近期的热浪。然而,这并非新近才出现的发展——卫星成像拥有悠久的历史,其起点可追溯到安装在19世纪热气球上的玻璃底片相机。
技术的进步使得到20世纪初,相机已足够轻便,可以绑在鸽子身上。这些照片让人们得以难得一见地从高处俯瞰城市与乡村景观,尽管有时画面中还会出现一只羽翼或鸽头。
随着人类飞行技术的进步,航空照片的数量也随之增加,美国地质调查局早在20世纪30年代便已获取土地利用影像。尽管这些影像对测绘颇有价值,但相关技术的进步主要源于第二次世界大战和冷战期间的军事侦察需求。
天眼的助力
如今,无论是在天气预报、谷歌地球还是新闻报道中,人们都已习惯看到卫星图像。最直观的图像依靠可见光来呈现公众关注的事项,例如英国已开发土地与绿地的比例与绿地的对比,或全球共有多少片沙滩。
卫星影像在科学研究中同样至关重要,用于描绘环境变化。气候监测、追踪森林砍伐以及记录北极海冰减少均可借助卫星实现。

自然灾害前后的卫星影像,让我们得以了解灾害破坏的规模,例如近期基拉韦厄火山喷发(发生于夏威夷)或希腊的野火。
希腊近期野火产生的烟雾会留下卫星可追踪的信号。NASA
由地震和海啸造成的破坏同样可以被监测。甚至石油泄漏的影响也能从太空中看到,影像可以显示泄漏的范围以及所涉及的清理工作。
超越可见光的成像
不过,可见光并非故事的全部。利用红外等波段可以大致了解物体的温度,并且既能在夜间也能在白天生成图像。它们可用于监测常规天气模式以及飓风等极端事件。

飓风奥迪尔于2014年9月登陆墨西哥。维基共享资源。
红外影像还可用于分析城市热岛效应,以显示城市产生了多少热量,以及降温方法的效果如何。
微波和无线电波等较长波段可生成雷达成像,提供有关地球表面的海拔剖面的信息,其原理是测量信号抵达地表并返回所需的时间。当探测对象为水面时,该系统可生成水面粗糙度的图像,进而大致反映出风速。
这些较长波段还具有穿透云层和探测水汽的优势,从而改进天气预报。比可见光波长更短的波段,如紫外线、X射线和伽马射线,很少用于从太空对地球成像,因为大气层会使其散射。波长越短,散射越强。这也是白天天空呈蓝色的原因——它是可见光谱中波长最短的颜色。
化石燃料燃烧产生的二氧化氮排放同样可以被卫星探测到。NASA。将成像作为变化的工具
尽管有这些积极的用途,卫星成像是否也有值得担忧之处?近期的一颗气象卫星,WorldView 4的成像分辨率在地表可达31厘米。虽然这一分辨率不足以识别个人或读取车牌号码,但若与其他监控手段相结合,便很容易被用来追踪个人或群体。分辨率已高到如此程度,对“老大哥”式国家的担忧就并非毫无根据。
不过,这并非新鲜事。冷战期间,曾有人声称卫星能够从太空读取报纸的头条新闻,尽管当时的成像技术尚不够强大。事实上,若没有庞大的安装式相机,这种情况几乎不可能发生,原因仅在于卫星必须运行的轨道高度以及大气的散射效应。因此,目前我们暂且是安全的。
这不应阻止我们使用卫星,但我们应当更多地思考成像的目的为何。一个良好的起点是思考从太空观测我们的星球如何有助于将环境问题置于更广阔的背景之中。EarthNow项目,该项目可从轨道上持续提供地球的视频画面,或许能给出答案。这些卫星能够展现不断变化的气候以及可持续性问题,这些问题在细节上可能显得抽象,但一旦拉远视角便会清晰起来。谁知道呢,它们甚至可能说服“地平说”群体相信世界是圆的。





