從太空瞭望地球

段景頤

在無(wú)垠的宇宙中，地球之美別具一格。2020年，人造地球觀測(cè)衛(wèi)星和國(guó)際空間站在近地軌道為我們記錄下了一系列美麗、壯觀的地貌和前所未見(jiàn)的自然災(zāi)害畫(huà)面。

巴爾喀什湖一湖兩鹽度

這是一張地球觀測(cè)衛(wèi)星于2020年3月拍攝的巴爾喀什湖局部照片。雖然照片中三角洲的大部分水體依然處于凍結(jié)狀態(tài)，但湖上的冰已經(jīng)逐漸開(kāi)裂，顯露出河水下方的沉積物和部分湖床。

巴爾喀什湖位于哈薩克斯坦境內(nèi)，是中亞著名的內(nèi)流湖之一，唐朝期間被稱為“夷播海”或“嶷海”，既然是“海”，水域面積自然很大（為太湖水域面積的6倍多）。巴爾喀什湖的輸入水源主要來(lái)自發(fā)源于中國(guó)的伊犁河。在巴爾喀什湖的入口處，伊犁河的河道突然變寬，導(dǎo)致河水流速變慢，河水的搬運(yùn)能力隨之減弱，河水中裹挾的泥沙等雜質(zhì)沉積在這里，讓這里逐漸成為濕地，繼而形成三角洲。位于巴爾喀什湖西側(cè)的伊犁河三角洲是成百上千種動(dòng)物（包括鸕鶿、白頭鴨、野豬、瞪羚和山貓等等）的生存和繁衍之地，因?yàn)榘蜖柨κ埠鱾?cè)有伊犁河這個(gè)穩(wěn)定的水源，所以西側(cè)湖水為淡水。但巴爾喀什湖東側(cè)的數(shù)條入注河流的流量小且不穩(wěn)定，加上蒸發(fā)量巨大，因此巴爾喀什湖的東側(cè)為咸水。這種一湖兩鹽度的現(xiàn)象十分罕見(jiàn)。因?yàn)榘蜖柨κ埠磕甑牡⑷肓繉?duì)生活在這里的野生動(dòng)物和周邊居民有重要影響，所以科學(xué)家對(duì)發(fā)生在這片區(qū)域的變化格外關(guān)注。

棋盤(pán)格防護(hù)林

這張衛(wèi)星照片記錄的是位于日本北海道東部的康森高原，即便當(dāng)時(shí)的田野被厚厚的積雪覆蓋，我們依然能從照片中清晰地看到棋盤(pán)格一股的奇怪網(wǎng)格。其實(shí)，組成這些網(wǎng)格的是針葉林防護(hù)林。北海道的冬天不但氣溫低，而且風(fēng)雪猛烈。為了保護(hù)高原上的作物和牲畜不受寒風(fēng)影響，當(dāng)?shù)卣畯暮茉缰熬烷_(kāi)始建設(shè)防護(hù)林。防護(hù)林多為帶狀，如此棋盤(pán)格狀的防護(hù)林較少見(jiàn)。防護(hù)林的作用是保護(hù)農(nóng)田、草場(chǎng)、鐵路、工廠和居民區(qū)等，可以起到保持水土、防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候等作用。

澳大利亞?wèn)|南部野火

2019年6月至2020年5月，澳大利亞?wèn)|南部燃起大面積、長(zhǎng)時(shí)間的野火。2020年3月9日的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)天澳大利亞的野火面積達(dá)18.6萬(wàn)平方千米。這次大范圍野火導(dǎo)致火區(qū)30多億只陸生脊椎動(dòng)物（其中2/3是爬行動(dòng)物）流離失所或喪生。野火還造成5900多棟建筑遭破壞，有至少34人喪生。在野火期間，堪培拉郊區(qū)的空氣質(zhì)量指數(shù)一度達(dá)到7700，是有害下限值200的38.5倍。

這張拍攝于2020年1月的衛(wèi)星照片，向我們直觀展示出此次野火對(duì)大氣環(huán)境的影響——野火形成的濃煙覆蓋澳大利亞?wèn)|南部的大部分陸地和鄰近海洋。野火期間，濃煙遮蔽澳大利亞?wèn)|南部許多沿海城市的天空，當(dāng)?shù)鼐用窀杏X(jué)白天變成了黑夜。

“火積云”是此次大火中經(jīng)常被提到的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。一般情況下，從地面蒸發(fā)的水汽只會(huì)上升到距離地面10千米以內(nèi)的高度（對(duì)流層），但在野火釋放的大量熱量帶動(dòng)下，微粒和水汽最高可上升到距離地面15～19千米的高度（平流層）。平流層的特點(diǎn)是空氣流動(dòng)性小，一旦微粒和水上升到該高度，就可以穩(wěn)定存在很長(zhǎng)時(shí)間，這就是野火造成的火積云的原因之一。火積云的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)地面破壞性強(qiáng)。因?yàn)榛鸱e云自帶大量水和微粒，所以水汽很容易凝結(jié)并形成降雨。更可怕的是，由于火積云吸收了許多來(lái)自野火的熱量，它和周圍空氣的溫差比普通積雨云更大，這導(dǎo)致火積云內(nèi)部的對(duì)流異常猛烈，從而形成名為“下?lián)舯┝鳌钡膹?qiáng)對(duì)流氣象災(zāi)害——強(qiáng)勁的冷氣流伴隨大量降雨從火積云底部以雷霆萬(wàn)鈞之勢(shì)直沖地面，所到之處的樹(shù)林等植被紛紛被毀。目睹了下?lián)舯┝鞯陌拇罄麃喨苏f(shuō)，這是“老天爺開(kāi)啟了高壓水槍”。

夜晚城市的光亮

這張照片是地球觀測(cè)衛(wèi)星于2020年某日拍攝到的夜色中的湖北省，圖中明亮部分面積最大的是武漢市。該照片由衛(wèi)星捕獲地面紅外線，并將不可見(jiàn)的紅外線進(jìn)行可視化處理而得到。從太空拍攝的地球夜景照片，能夠直觀反映出文明在地球上的傳播范圍：不僅夜間樓宇和道路的照明標(biāo)明了人類在地球上的分布，而且科學(xué)家從中能分析出一個(gè)地區(qū)的能量使用、交通、遷徙和其他經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)模式。例如，拍攝于2012年的一張地中海東南沿岸的衛(wèi)星照片顯示，照片中最明亮的區(qū)域分別是埃及首都開(kāi)羅、以色列的特拉維夫、尼羅河和蘇伊士運(yùn)河沿岸，其中尼羅河沿岸綿長(zhǎng)的燈光帶最引人注意。尼羅河谷和三角洲地區(qū)的面積不到埃及陸地面積的5%，但埃及全國(guó)人口的97%都生活在該區(qū)域。

大巴哈馬島如畫(huà)的水下沙丘

大巴哈馬島周圍淺藍(lán)色的海水吸引了全世界的游客前來(lái)，但從太空更能欣賞到大巴哈馬島真正的魅力——在藍(lán)色的映襯下，藏于水下的沙丘如同油畫(huà)大師的杰作。

在上一個(gè)冰期，大巴哈馬島曾是干燥的陸地，隨著冰蓋融化，海面上升，該區(qū)域才逐漸被海水包圍。構(gòu)成大巴哈馬島白色沙灘的主要是屬于碳酸鹽的珊瑚的骨骼碎片。大巴哈馬島的水下沙丘呈現(xiàn)出的蜿蜒曲線，很可能是由來(lái)自附近海底的猛烈海流所塑造的。沙粒和海草的數(shù)量和深度差異，賦予了水下豐富多變的藍(lán)、綠和黃色。

該照片由地球觀測(cè)衛(wèi)星于2020年2月15日拍攝。許多觀測(cè)衛(wèi)星正在關(guān)注海島和珊瑚礁等生態(tài)系統(tǒng)，并收集海洋表面溫度和水氣等數(shù)據(jù)。

炎熱的巴拉那河

巴拉那河是南美洲流量第二大河。這張照片中呈現(xiàn)的是巴拉那河流經(jīng)阿根廷港口城市羅薩里奧的河段，照片拍攝于2020年7月。雖然照片中一片綠意.但并不是真實(shí)顏色。該照片由紅外線頻段和可見(jiàn)光頻段混合而成，這樣做可以更好地區(qū)分陸地和水體，因此綠色部分只是后期處理的偽色，并非陸地植被。在拍攝照片期問(wèn)，巴西南部、巴拉挪阿根延北部罕見(jiàn)地出現(xiàn)很長(zhǎng)一段時(shí)間的溫暖天氣。這導(dǎo)致巴拉那河的水位下降到幾十年來(lái)的最低值。低水位嚴(yán)重影響了巴拉那河的航運(yùn)，一些船只不得不卸貨以通過(guò)某些低水位河段。同時(shí)，溫暖干燥的氣候也導(dǎo)致三角洲和洪泛平原火災(zāi)頻繁。

賓夕法尼亞州的山巒

2020年11月9日，地球觀測(cè)衛(wèi)星掠過(guò)美國(guó)賓夕法尼亞州中部上方，并拍攝下了那里起伏的丘陵。深褐色的阿巴拉契亞山脈像一根根蕎麥面條橫亙?cè)诖蟮刎埃瑒e具一格。這些突出的巖石褶皺主要是在幾次板塊構(gòu)造碰撞和造山事件中被抬升而形成的，在其中一次板塊碰撞事件中，今天的北美大陸和非洲大陸連接成了—個(gè)名為盤(pán)古大陸的超級(jí)古大陸。坐落在北美洲東海岸的阿巴拉契亞山脈是全世界最古老的山脈之一，別看它今天并不高，但曾經(jīng)也和落基山脈、阿爾卑斯山脈一樣高大，只不過(guò)數(shù)億年的風(fēng)化和侵蝕已經(jīng)磨去了阿巴拉契亞山脈的大部分。

夜晚的颶風(fēng)

2020年8月26日，衛(wèi)星通過(guò)紅外線成像設(shè)備，在夜間捕捉到了颶風(fēng)“勞拉”行進(jìn)到墨西哥灣的圖像。通過(guò)亮度和溫度數(shù)據(jù)，科學(xué)家可以將衛(wèi)星拍攝到的紅外線頻段圖像進(jìn)行處理.并在最終圖像中將溫度較低的颶風(fēng)云與溫度較高的颶風(fēng)下方海面區(qū)分開(kāi)來(lái)。

“勞拉”的登陸強(qiáng)度為四級(jí)，最大風(fēng)速240千米/時(shí)，是有記錄以來(lái)登陸美國(guó)的十大最強(qiáng)颶風(fēng)之一。按照強(qiáng)度不同，颶風(fēng)被分為一至五級(jí)，級(jí)別越高代表颶風(fēng)的最高持續(xù)風(fēng)速越高。颶風(fēng)和臺(tái)風(fēng)都屬于熱帶氣旋，每年全球會(huì)出現(xiàn)約80個(gè)熱帶氣旋。熱帶氣旋可能會(huì)突然減弱、增強(qiáng)或改變其路徑，因此往往難以預(yù)測(cè)。

掃過(guò)南美洲的月影

2020年12月14日.地球經(jīng)歷了這年的唯一日全食。全食路徑從太平洋赤道延伸到南大西洋，并穿過(guò)阿根廷南部和智利。在日全食期間，人造衛(wèi)星拍攝到了月球陰影穿越南美大陸的圖像。該次日全食的”全食路徑”寬約90千米，從智利的薩維德拉到阿根廷的薩利納一德?tīng)枴＝埽麄€(gè)路徑貫穿南美洲。雖然地球上日全食大約每18個(gè)月發(fā)生一次，但每次全食路徑都不完全相同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日食（非日全食）大約每隔375年會(huì)經(jīng)過(guò)同一片區(qū)域。因此，對(duì)于生活在不同地區(qū)的人來(lái)說(shuō).H全食還是很罕見(jiàn)的。下一次日全食將于2021年12月4日發(fā)生在南極洲上空。