Landsat卫星显著改变我们看待世界的4种方式

Scientists launched the first Landsat satellite 50 years ago and have gone on to capture images of Earth’s surface in minute detail.
Landsat images and data are used to track changing global landscapes and help communities respond to risks.Image: Unsplash/NASA
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  • 50年前,科学家发射了首颗Landsat卫星,此后它持续拍摄地球表面的图像,细节精微。

  • 如今,无数项目利用Landsat数据追踪全球变化并寻求解决问题的办法,从亚马孙地区的森林砍伐到阿拉斯加的火灾。

  • 卫星观测有助于社区应对从地面上可能不易察觉的风险,并增强面临资源威胁的人群的力量。

50年前,美国科学家发射了一颗卫星,它彻底改变了我们看待世界的方式。

它拍摄了地球表面的图像,细节精微,展现了野火如何焚烧土地、农田如何吞噬森林,以及人类改变地球面貌的诸多其他方式。

首颗Landsat系列卫星于1972年7月23日发射。随后又发射了另外8颗,它们提供相同视角,以便追踪变化,同时搭载的仪器也日益强大。Landsat 8和Landsat 9目前正在地球轨道上运行,NASA和美国地质调查局正在规划一项新的Landsat任务。

这些卫星拍摄的图像和数据被用于追踪世界各地的森林砍伐和景观变化、定位城市热岛,并了解新建河坝的影响等。研究结果往往有助于社区应对从地面上可能不易察觉的风险。

以下是《The Conversation》档案中Landsat应用的三个例子。

Landsat追踪亚马孙地区的变化

Landsat计划的卫星数据展现了贝洛蒙特大坝的建设如何显著改变河流的水文状况。Image: Mario Tama/Getty Images

2015年,巴西亚马孙地区的贝洛蒙特大坝项目开工时,生活在欣古河大弯沿岸的原住民部族开始注意到河流流量发生变化。他们赖以获取食物和交通出行的水正在消失。

在上游,一条新河道最终将把多达80%的水引向水力发电大坝,绕过河湾。

负责运营大坝的财团声称,没有科学证据表明水流变化伤害了鱼类。

但从空中可以清楚看到贝洛蒙特大坝项目造成的影响,华盛顿大学的Pritam Das、Faisal Hossain、Hörður Helgason和Shahzaib Khan写道。团队利用Landsat计划的卫星数据,展示了大坝如何显著改变河流的水文状况。

Landsat数据显示,一条新河道将多达80%的水引向水力发电大坝,绕过河湾。Image: OpenStreetMap
贝洛蒙特项目建成后欣古河的Landsat卫星图像。Image: NASA

“作为从事遥感研究的科学家,我们相信,卫星观测能够增强世界各地面临资源威胁的人群的力量,”Das及其同事写道。

城市里很热——有些社区更热

Landsat的测量数据让科学家能够在城市内逐街绘制热风险地图。Image: Stephen Chernin/Getty Images

随着全球气温升高,Landsat的仪器还可以测量地表温度,让科学家能够在城市内逐街绘制热风险地图。

“城市通常比周围的农村地区更热,但即使在城市内部,有些住宅社区也会比几英里外的其他社区热得多,达到危险程度,”利用卫星研究城市热岛效应的印第安纳大学学者Daniel P. Johnson写道。

Johnson写道,铺设了更多路面、建有更多建筑且树木较少的社区,气温可能比绿树更多的社区高出10华氏度(5.5 C)或以上。他发现,最热的社区往往收入较低,居民以黑人或西班牙裔为主,并曾遭受“划红线”歧视——这种歧视性做法过去被用来拒绝向种族和族裔少数群体社区提供贷款。

对比利用Landsat生成的纽约市植被和温度地图。Image: NASA/USGS Landsat

Johnson写道:“在这些‘微型城市热岛’中,社区居民可能在官员宣布进入高温紧急状态很久之前,就已经历热浪天气。”

了解哪些社区面临最高风险,有助于城市设立纳凉中心及其他项目,帮助居民应对高温。

Landsat图像证实幽灵森林正在形成

Landsat卫星年复一年扫描同一地区,对于发现偏远难达地区的变化至关重要。Image: Emily Ury

Landsat卫星年复一年扫描同一地区,对于发现偏远难达地区的变化至关重要。它们可以监测积雪和冰层覆盖情况,也能监测美国大西洋沿岸正在消亡的湿地森林。

这些令人毛骨悚然的景象中,树木已经枯死,树干往往白得褪色,因此得名“幽灵森林”。

Emily Ury现任职于安大略省滑铁卢大学的生态学家Emily Ury利用Landsat数据发现湿地变化。随后,她用Google Earth的高分辨率图像放大查看——其中包括Landsat图像——以确认这些地方是幽灵森林。

“结果令人震惊。我们发现,短短35年间,北卡罗来纳州鳄鱼河国家野生动物保护区内超过10%的森林湿地已经消失。这片土地受联邦保护,没有其他人类活动可能导致森林消亡,”Ury写道。

Landsat拍摄的鳄鱼河及其保护区图像显示,河流东侧出现了幽灵森林的迹象。Image: NASA地球观测站

随着地球变暖、海平面上升,更多海水涌入这些地区,使从缅因州到佛罗里达州沿海林地的土壤含盐量增加。Ury写道:“海平面快速上升似乎超过了这些森林适应更潮湿、更咸环境的能力。”

Landsat图像还讲述了许多其他故事,例如关于战争影响乌克兰小麦作物的概况,以及藻类水华如何蔓延至佛罗里达州奥基乔比湖。无数项目正在利用Landsat数据追踪全球变化,并可能寻找解决问题的办法,从亚马孙地区的森林砍伐到令阿拉斯加有望迎来又一个破纪录火灾季的火灾。

无数项目正在利用Landsat数据追踪全球变化,并可能寻找解决问题的办法。Image: NASA戈达德太空飞行中心概念图像实验室
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