从太空看地球
轨道摄影与地球观测卫星如何揭示我们星球的地理面貌、海洋、天气及地表覆盖。
在人类历史的绝大多数时间里,人们只能从地面仰望这颗星球。然而在不足一代人的时间里,这一切已彻底改变。自1946年起,数量不断增加的相机、火箭和卫星开始从大气层之外回望地球,如今每天每时每刻都有数以千计的在轨仪器对这颗星球进行成像。来自太空的视角,从根本上改变了地理学家绘制大陆地图的方式、气象学家预报风暴的方式、海洋学家测量洋流的方式,以及生态学家跨区域、跨年代追踪植被与地表覆盖变化的方式。
概述
太空地球观测,是指利用搭载于火箭、载人航天器和人造卫星上的仪器,对地球表面、海洋、大气及近地空间环境进行系统性成像与测量。这一领域始于20世纪40年代末的亚轨道火箭摄影,在20世纪60年代太空竞赛期间迅速扩展,并随着1960年第一颗气象卫星和1972年第一颗民用陆地成像卫星的发射,逐步发展为一套永久性的科学与业务基础设施。截至2020年代中期,联合国外层空间事务厅统计在轨运行的地球观测卫星已逾千颗,由六十余个国家及数量不断增加的私营企业负责运营。
这些任务返回的图像和测量数据,远不止是普通的照片。它们是经过定标处理的数据产品,往往来自人眼无法感知的光波段,使科学家和政府部门得以绘制地表覆盖图、追踪飓风和台风的生成过程、监测海面温度与大洋环流、测量冰川和冰盖质量、探测火山烟羽和野火烟雾,并观察海岸线、森林和城市的缓慢演变。许多最重要的地球观测数据档案——例如自1972年起持续记录的陆地卫星(Landsat)档案——如今已积累了逾五十年的连续数据,构成了迄今最长的地球陆地表面连续观测记录。
重要事实
- 首张太空地球照片
- 1946年10月24日,由一枚在新墨西哥州白沙导弹靶场发射的缴获V-2火箭拍摄,飞行高度约达105千米
- 首颗气象卫星
- TIROS-1,由美国于1960年4月1日发射
- "地出"照片
- 1968年12月24日,由阿波罗8号宇航员William Anders在月球轨道上拍摄
- "蓝色弹珠"(阿波罗17号)
- 1972年12月7日,由阿波罗17号乘组在距地球约29,000千米处拍摄
- 首颗陆地卫星
- 陆地卫星1号(Landsat 1),于1972年7月23日发射;连续陆地成像档案现已跨越逾五十年
- 国际空间站轨道高度
- 距地球表面约400千米,每约90分钟完成一次绕地飞行
- 在轨运行地球观测卫星数量
- 截至2020年代中期约1,000颗或更多(关注科学家联盟卫星数据库;联合国外层空间事务厅)
- 陆地卫星档案规模
- 逾1,000万景影像通过美国地质调查局免费分发;档案每天新增约一千景
- 地球静止轨道高度
- 距赤道约35,786千米,卫星在此轨道上每24小时完成一次绕地飞行,在天空中呈现为静止状态
- 国际空间站航天员手持拍摄照片
- 逾400万张由航天员拍摄的地球手持影像,已收录于美国航空航天局"航天员地球摄影门户"数据库
- 主要开放数据门户
- NASA Earthdata、USGS EarthExplorer、ESA哥白尼开放访问中心、NASA Worldview、NOAA CLASS
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