加入時間：2024-05-11 14:35 訪問量：1645 信息來源: 科學(xué)大眾 2024年4期
洪水、地震、臺風(fēng)、泥石流、森林大火……近年來，全球自然災(zāi)害頻發(fā)，給當(dāng)?shù)孛癖姷纳詈桶踩珟砹司薮笸{。作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠?qū)Φ厍虮砻孢M(jìn)行高精度、高分辨率的連續(xù)觀測，獲取即時、全面的信息，為有效應(yīng)對各種災(zāi)害提供重要的數(shù)據(jù)和支持。
廣義上的遙感衛(wèi)星，并不僅僅是光學(xué)成像衛(wèi)星，還包括各種形式的氣象衛(wèi)星、多光譜衛(wèi)星和雷達(dá)遙感衛(wèi)星。這些衛(wèi)星與我們所熟悉的可見光成像衛(wèi)星結(jié)合在一起，構(gòu)成了對地球表面，包括大氣層的持續(xù)觀測能力，覆蓋了從千米級到亞米級的不同尺度。
防災(zāi)減災(zāi)是一個非常復(fù)雜的過程。人類可能遭遇的災(zāi)害多種多樣，但是總體來說，可以分成自然因素和人為因素兩個大的類別。
自然因素所導(dǎo)致的災(zāi)害，往往由大氣運動和地殼運動引起。大氣運動可能導(dǎo)致臺風(fēng)、暴雨，由此引發(fā)水災(zāi)。臺風(fēng)可能帶來海嘯和大浪，由此引發(fā)海洋災(zāi)害。但是，如果大氣長期靜止不動、又干又熱，就有可能帶來城市空氣污染等。大氣急劇流動卻沒有濕度，就會帶來旱災(zāi)、森林火災(zāi)等。所以，對大氣進(jìn)行長期持續(xù)觀測就可以發(fā)現(xiàn)上述災(zāi)害的征兆。地殼運動可能引起地震、海嘯等類型的災(zāi)害，所以觀察地球板塊的運動，可以發(fā)現(xiàn)這些災(zāi)害的征兆。而大氣和地殼運動的結(jié)合，則有可能帶來山體滑坡、泥石流之類的災(zāi)害，這同樣可以通過對比觀測來發(fā)現(xiàn)征兆。
人類活動所引起的災(zāi)害，包括空氣污染、危險化學(xué)品泄漏、核輻射、火災(zāi)等。雖然這些災(zāi)害的空間尺度要比自然因素導(dǎo)致的災(zāi)害小一些，但是在今天的衛(wèi)星觀測技術(shù)之下，還是能夠從太空有效發(fā)現(xiàn)和識別的。
大氣運動和海洋活動帶來的災(zāi)害，往往需要用比較大的尺度來觀測。1 000 米左右的分辨率，就足以讓人們監(jiān)視臺風(fēng)或者干旱之類的事件了。地殼運動的速度沒有那么快，對它們進(jìn)行觀測所需要的分辨率是越高越好，有的時候還需要利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位的精確測量才能實現(xiàn)。因此，人類需要各種分辨率的衛(wèi)星來實施防災(zāi)減災(zāi)。
另外有一些現(xiàn)象，僅僅從可見光頻段是觀測不到的。大氣當(dāng)中有哪些無色透明的有害氣體？看似正常的大地上，土壤的含水量和植物的生長情況怎么樣？這些僅僅依靠可見光觀察是不能識別的，所以需要在太空部署裝載多光譜傳感器的衛(wèi)星。
在臺風(fēng)來臨的時候，地球的上空往往陰云覆蓋，可見光衛(wèi)星什么也看不到。而到了晚上，地面一片漆黑，這時的可見光衛(wèi)星甚至都不在頭頂，它們轉(zhuǎn)到有陽光普照的另外一面去了。在這種時候，人們就需要穿透云層和黑夜的合成孔徑雷達(dá)，合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星由此應(yīng)運而生。
上面所說的還僅僅是遙感器的一部分。隨著科技的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，越研究具體的現(xiàn)象，越需要專業(yè)化的遙感器。比如，在晴朗的天空中如何測量風(fēng)的運動？在熱帶是不是也應(yīng)該研制一種專門的雷達(dá)來觀測降雨？
這一切都促進(jìn)了衛(wèi)星技術(shù)的迅猛發(fā)展。也就是說，防災(zāi)減災(zāi)工作與空間對地觀測技術(shù)是相輔相成、彼此推進(jìn)的。防災(zāi)減災(zāi)工作越是使用衛(wèi)星，就越是能夠促進(jìn)這個領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新，越是能夠促進(jìn)新型號衛(wèi)星的研制和發(fā)射。衛(wèi)星所獲得的災(zāi)害預(yù)警信息、減災(zāi)避災(zāi)和災(zāi)后重建指南，也會越來越“下沉”到每個人的生活當(dāng)中，甚至直接發(fā)送到每個人的手機(jī)上。災(zāi)害面前，衛(wèi)星到底能為我們做什么、已經(jīng)為我們做了些什么，也會越來越多地被人們所親身體驗到。