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(wèi)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(zāi)害畫面。

巴爾喀什湖一湖兩鹽度

這是一張地球觀測衛(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?！被颉搬诤！保热皇恰昂！保蛎娣e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(fā)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(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(cè)有伊犁河這個穩(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。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(xué)家對發(fā)生在這片區(qū)域的變化格外關(guān)注。

棋盤格防護(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(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_始建設(shè)防護(hù)林。防護(hù)林多為帶狀，如此棋盤格狀的防護(hù)林較少見。防護(hù)林的作用是保護(hù)農(nóng)田、草場、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(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)天澳大利亞的野火面積達(dá)18.6萬平方千米。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(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大氣環(huán)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(dāng)?shù)鼐用窀杏X白天變成了黑夜。

“火積云”是此次大火中經(jīng)常被提到的一個術(shù)語。一般情況下，從地面蒸發(fā)的水汽只會上升到距離地面10千米以內(nèi)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(diǎn)是空氣流動性小，一旦微粒和水上升到該高度，就可以穩(wěn)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(diǎn)是對地面破壞性強(qiáng)。因為火積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)部的對流異常猛烈，從而形成名為“下?lián)舯┝鳌钡膹?qiáng)對流氣象災(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?lián)舯┝鞯陌拇罄麃喨苏f，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(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地區(qū)的能量使用、交通、遷徙和其他經(jīng)濟(jì)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(wèi)星照片顯示，照片中最明亮的區(qū)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(yùn)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(qū)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(qū)域。

大巴哈馬島如畫的水下沙丘

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，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(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。

該照片由地球觀測衛(wèi)星于2020年2月15日拍攝。許多觀測衛(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，巴西南部、巴拉挪阿根延北部罕見地出現(xiàn)很長一段時間的溫暖天氣。這導(dǎo)致巴拉那河的水位下降到幾十年來的最低值。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某些低水位河段。同時，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，地球觀測衛(wèi)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(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(jīng)也和落基山脈、阿爾卑斯山脈一樣高大，只不過數(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)分開來。

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

掃過南美洲的月影

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(fā)生一次，但每次全食路徑都不完全相同。據(jù)統(tǒng)計，日食（非日全食）大約每隔375年會經(jīng)過同一片區(qū)域。因此，對于生活在不同地區(qū)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(fā)生在南極洲上空。