從太空瞭望地球

段景頤

在無垠的宇宙中，地球之美別具一格。2020年，人造地球觀測衛星和國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的自然災害畫面。

巴爾喀什湖一湖兩鹽度

這是一張地球觀測衛星于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狀態，但湖上的冰已經逐漸開裂，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，是中亞著名的內流湖之一，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自發源于中國的伊犁河。在巴爾喀什湖的入口處，伊犁河的河道突然變寬，導致河水流速變慢，河水的搬運能力隨之減弱，河水中裹挾的泥沙等雜質沉積在這里，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的伊犁河三角洲是成百上千種動物（包括鸕鶿、白頭鴨、野豬、瞪羚和山貓等等）的生存和繁衍之地，因為巴爾喀什湖西側有伊犁河這個穩定的水源，所以西側湖水為淡水。但巴爾喀什湖東側的數條入注河流的流量小且不穩定，加上蒸發量巨大，因此巴爾喀什湖的東側為咸水。這種一湖兩鹽度的現象十分罕見。因為巴爾喀什湖每年的淡水注入量對生活在這里的野生動物和周邊居民有重要影響，所以科學家對發生在這片區域的變化格外關注。

棋盤格防護林

這張衛星照片記錄的是位于日本北海道東部的康森高原，即便當時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格一股的奇怪網格。其實，組成這些網格的是針葉林防護林。北海道的冬天不但氣溫低，而且風雪猛烈。為了保護高原上的作物和牲畜不受寒風影響，當地政府從很早之前就開始建設防護林。防護林多為帶狀，如此棋盤格狀的防護林較少見。防護林的作用是保護農田、草場、鐵路、工廠和居民區等，可以起到保持水土、防風固沙、涵養水源、調節氣候等作用。

澳大利亞東南部野火

2019年6月至2020年5月，澳大利亞東南部燃起大面積、長時間的野火。2020年3月9日的統計數據顯示，當天澳大利亞的野火面積達18.6萬平方千米。這次大范圍野火導致火區30多億只陸生脊椎動物（其中2/3是爬行動物）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，堪培拉郊區的空氣質量指數一度達到7700，是有害下限值200的38.5倍。

這張拍攝于2020年1月的衛星照片，向我們直觀展示出此次野火對大氣環境的影響——野火形成的濃煙覆蓋澳大利亞東南部的大部分陸地和鄰近海洋。野火期間，濃煙遮蔽澳大利亞東南部許多沿海城市的天空，當地居民感覺白天變成了黑夜。

“火積云”是此次大火中經常被提到的一個術語。一般情況下，從地面蒸發的水汽只會上升到距離地面10千米以內的高度（對流層），但在野火釋放的大量熱量帶動下，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）。平流層的特點是空氣流動性小，一旦微粒和水上升到該高度，就可以穩定存在很長時間，這就是野火造成的火積云的原因之一。火積云的另一個特點是對地面破壞性強。因為火積云自帶大量水和微粒，所以水汽很容易凝結并形成降雨。更可怕的是，由于火積云吸收了許多來自野火的熱量，它和周圍空氣的溫差比普通積雨云更大，這導致火積云內部的對流異常猛烈，從而形成名為“下擊暴流”的強對流氣象災害——強勁的冷氣流伴隨大量降雨從火積云底部以雷霆萬鈞之勢直沖地面，所到之處的樹林等植被紛紛被毀。目睹了下擊暴流的澳大利亞人說，這是“老天爺開啟了高壓水槍”。

夜晚城市的光亮

這張照片是地球觀測衛星于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。該照片由衛星捕獲地面紅外線，并將不可見的紅外線進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明了人類在地球上的分布，而且科學家從中能分析出一個地區的能量使用、交通、遷徙和其他經濟社會活動模式。例如，拍攝于2012年的一張地中海東南沿岸的衛星照片顯示，照片中最明亮的區域分別是埃及首都開羅、以色列的特拉維夫、尼羅河和蘇伊士運河沿岸，其中尼羅河沿岸綿長的燈光帶最引人注意。尼羅河谷和三角洲地區的面積不到埃及陸地面積的5%，但埃及全國人口的97%都生活在該區域。

大巴哈馬島如畫的水下沙丘

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

在上一個冰期，大巴哈馬島曾是干燥的陸地，隨著冰蓋融化，海面上升，該區域才逐漸被海水包圍。構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出的蜿蜒曲線，很可能是由來自附近海底的猛烈海流所塑造的。沙粒和海草的數量和深度差異，賦予了水下豐富多變的藍、綠和黃色。

該照片由地球觀測衛星于2020年2月15日拍攝。許多觀測衛星正在關注海島和珊瑚礁等生態系統，并收集海洋表面溫度和水氣等數據。

炎熱的巴拉那河

巴拉那河是南美洲流量第二大河。這張照片中呈現的是巴拉那河流經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.但并不是真實顏色。該照片由紅外線頻段和可見光頻段混合而成，這樣做可以更好地區分陸地和水體，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，巴西南部、巴拉挪阿根延北部罕見地出現很長一段時間的溫暖天氣。這導致巴拉那河的水位下降到幾十年來的最低值。低水位嚴重影響了巴拉那河的航運，一些船只不得不卸貨以通過某些低水位河段。同時，溫暖干燥的氣候也導致三角洲和洪泛平原火災頻繁。

賓夕法尼亞州的山巒

2020年11月9日，地球觀測衛星掠過美國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在大地匕，別具一格。這些突出的巖石褶皺主要是在幾次板塊構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—個名為盤古大陸的超級古大陸。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，但曾經也和落基山脈、阿爾卑斯山脈一樣高大，只不過數億年的風化和侵蝕已經磨去了阿巴拉契亞山脈的大部分。

夜晚的颶風

2020年8月26日，衛星通過紅外線成像設備，在夜間捕捉到了颶風“勞拉”行進到墨西哥灣的圖像。通過亮度和溫度數據，科學家可以將衛星拍攝到的紅外線頻段圖像進行處理.并在最終圖像中將溫度較低的颶風云與溫度較高的颶風下方海面區分開來。

“勞拉”的登陸強度為四級，最大風速240千米/時，是有記錄以來登陸美國的十大最強颶風之一。按照強度不同，颶風被分為一至五級，級別越高代表颶風的最高持續風速越高。颶風和臺風都屬于熱帶氣旋，每年全球會出現約80個熱帶氣旋。熱帶氣旋可能會突然減弱、增強或改變其路徑，因此往往難以預測。

掃過南美洲的月影

2020年12月14日.地球經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，并穿過阿根廷南部和智利。在日全食期間，人造衛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爾—埃杰，整個路徑貫穿南美洲。雖然地球上日全食大約每18個月發生一次，但每次全食路徑都不完全相同。據統計，日食（非日全食）大約每隔375年會經過同一片區域。因此，對于生活在不同地區的人來說.H全食還是很罕見的。下一次日全食將于2021年12月4日發生在南極洲上空。