从太空瞭望地球

段景颐

在无垠的宇宙中，地球之美别具一格。2020年，人造地球观测卫星和国际空间站在近地轨道为我们记录下了一系列美丽、壮观的地貌和前所未见的自然灾害画面。

巴尔喀什湖一湖两盐度

这是一张地球观测卫星于2020年3月拍摄的巴尔喀什湖局部照片。虽然照片中三角洲的大部分水体依然处于冻结状态，但湖上的冰已经逐渐开裂，显露出河水下方的沉积物和部分湖床。

巴尔喀什湖位于哈萨克斯坦境内，是中亚著名的内流湖之一，唐朝期间被称为“夷播海”或“嶷海”，既然是“海”，水域面积自然很大（为太湖水域面积的6倍多）。巴尔喀什湖的输入水源主要来自发源于中国的伊犁河。在巴尔喀什湖的入口处，伊犁河的河道突然变宽，导致河水流速变慢，河水的搬运能力随之减弱，河水中裹挟的泥沙等杂质沉积在这里，让这里逐渐成为湿地，继而形成三角洲。位于巴尔喀什湖西侧的伊犁河三角洲是成百上千种动物（包括鸬鹚、白头鸭、野猪、瞪羚和山猫等等）的生存和繁衍之地，因为巴尔喀什湖西侧有伊犁河这个稳定的水源，所以西侧湖水为淡水。但巴尔喀什湖东侧的数条入注河流的流量小且不稳定，加上蒸发量巨大，因此巴尔喀什湖的东侧为咸水。这种一湖两盐度的现象十分罕见。因为巴尔喀什湖每年的淡水注入量对生活在这里的野生动物和周边居民有重要影响，所以科学家对发生在这片区域的变化格外关注。

棋盘格防护林

这张卫星照片记录的是位于日本北海道东部的康森高原，即便当时的田野被厚厚的积雪覆盖，我们依然能从照片中清晰地看到棋盘格一股的奇怪网格。其实，组成这些网格的是针叶林防护林。北海道的冬天不但气温低，而且风雪猛烈。为了保护高原上的作物和牲畜不受寒风影响，当地政府从很早之前就开始建设防护林。防护林多为带状，如此棋盘格状的防护林较少见。防护林的作用是保护农田、草场、铁路、工厂和居民区等，可以起到保持水土、防风固沙、涵养水源、调节气候等作用。

澳大利亚东南部野火

2019年6月至2020年5月，澳大利亚东南部燃起大面积、长时间的野火。2020年3月9日的统计数据显示，当天澳大利亚的野火面积达18.6万平方千米。这次大范围野火导致火区30多亿只陆生脊椎动物（其中2/3是爬行动物）流离失所或丧生。野火还造成5900多栋建筑遭破坏，有至少34人丧生。在野火期间，堪培拉郊区的空气质量指数一度达到7700，是有害下限值200的38.5倍。

这张拍摄于2020年1月的卫星照片，向我们直观展示出此次野火对大气环境的影响——野火形成的浓烟覆盖澳大利亚东南部的大部分陆地和邻近海洋。野火期间，浓烟遮蔽澳大利亚东南部许多沿海城市的天空，当地居民感觉白天变成了黑夜。

“火积云”是此次大火中经常被提到的一个术语。一般情况下，从地面蒸发的水汽只会上升到距离地面10千米以内的高度（对流层），但在野火释放的大量热量带动下，微粒和水汽最高可上升到距离地面15～19千米的高度（平流层）。平流层的特点是空气流动性小，一旦微粒和水上升到该高度，就可以稳定存在很长时间，这就是野火造成的火积云的原因之一。火积云的另一个特点是对地面破坏性强。因为火积云自带大量水和微粒，所以水汽很容易凝结并形成降雨。更可怕的是，由于火积云吸收了许多来自野火的热量，它和周围空气的温差比普通积雨云更大，这导致火积云内部的对流异常猛烈，从而形成名为“下击暴流”的强对流气象灾害——强劲的冷气流伴随大量降雨从火积云底部以雷霆萬钧之势直冲地面，所到之处的树林等植被纷纷被毁。目睹了下击暴流的澳大利亚人说，这是“老天爷开启了高压水枪”。

夜晚城市的光亮

这张照片是地球观测卫星于2020年某日拍摄到的夜色中的湖北省，图中明亮部分面积最大的是武汉市。该照片由卫星捕获地面红外线，并将不可见的红外线进行可视化处理而得到。从太空拍摄的地球夜景照片，能够直观反映出文明在地球上的传播范围：不仅夜间楼宇和道路的照明标明了人类在地球上的分布，而且科学家从中能分析出一个地区的能量使用、交通、迁徙和其他经济社会活动模式。例如，拍摄于2012年的一张地中海东南沿岸的卫星照片显示，照片中最明亮的区域分别是埃及首都开罗、以色列的特拉维夫、尼罗河和苏伊士运河沿岸，其中尼罗河沿岸绵长的灯光带最引人注意。尼罗河谷和三角洲地区的面积不到埃及陆地面积的5%，但埃及全国人口的97%都生活在该区域。

大巴哈马岛如画的水下沙丘

大巴哈马岛周围浅蓝色的海水吸引了全世界的游客前来，但从太空更能欣赏到大巴哈马岛真正的魅力——在蓝色的映衬下，藏于水下的沙丘如同油画大师的杰作。

在上一个冰期，大巴哈马岛曾是干燥的陆地，随着冰盖融化，海面上升，该区域才逐渐被海水包围。构成大巴哈马岛白色沙滩的主要是属于碳酸盐的珊瑚的骨骼碎片。大巴哈马岛的水下沙丘呈现出的蜿蜒曲线，很可能是由来自附近海底的猛烈海流所塑造的。沙粒和海草的数量和深度差异，赋予了水下丰富多变的蓝、绿和黄色。

该照片由地球观测卫星于2020年2月15日拍攝。许多观测卫星正在关注海岛和珊瑚礁等生态系统，并收集海洋表面温度和水气等数据。

炎热的巴拉那河

巴拉那河是南美洲流量第二大河。这张照片中呈现的是巴拉那河流经阿根廷港口城市罗萨里奥的河段，照片拍摄于2020年7月。虽然照片中一片绿意.但并不是真实颜色。该照片由红外线频段和可见光频段混合而成，这样做可以更好地区分陆地和水体，因此绿色部分只是后期处理的伪色，并非陆地植被。在拍摄照片期问，巴西南部、巴拉挪阿根延北部罕见地出现很长一段时间的温暖天气。这导致巴拉那河的水位下降到几十年来的最低值。低水位严重影响了巴拉那河的航运，一些船只不得不卸货以通过某些低水位河段。同时，温暖干燥的气候也导致三角洲和洪泛平原火灾频繁。

宾夕法尼亚州的山峦

2020年11月9日，地球观测卫星掠过美国宾夕法尼亚州中部上方，并拍摄下了那里起伏的丘陵。深褐色的阿巴拉契亚山脉像一根根荞麦面条横亘在大地匕，别具一格。这些突出的岩石褶皱主要是在几次板块构造碰撞和造山事件中被抬升而形成的，在其中一次板块碰撞事件中，今天的北美大陆和非洲大陆连接成了—个名为盘古大陆的超级古大陆。坐落在北美洲东海岸的阿巴拉契亚山脉是全世界最古老的山脉之一，别看它今天并不高，但曾经也和落基山脉、阿尔卑斯山脉一样高大，只不过数亿年的风化和侵蚀已经磨去了阿巴拉契亚山脉的大部分。

夜晚的飓风

2020年8月26日，卫星通过红外线成像设备，在夜间捕捉到了飓风“劳拉”行进到墨西哥湾的图像。通过亮度和温度数据，科学家可以将卫星拍摄到的红外线频段图像进行处理.并在最终图像中将温度较低的飓风云与温度较高的飓风下方海面区分开来。

“劳拉”的登陆强度为四级，最大风速240千米/时，是有记录以来登陆美国的十大最强飓风之一。按照强度不同，飓风被分为一至五级，级别越高代表飓风的最高持续风速越高。飓风和台风都属于热带气旋，每年全球会出现约80个热带气旋。热带气旋可能会突然减弱、增强或改变其路径，因此往往难以预测。

扫过南美洲的月影

2020年12月14日.地球经历了这年的唯一日全食。全食路径从太平洋赤道延伸到南大西洋，并穿过阿根廷南部和智利。在日全食期间，人造卫星拍摄到了月球阴影穿越南美大陆的图像。该次日全食的”全食路径”宽约90千米，从智利的萨维德拉到阿根廷的萨利纳一德尔—埃杰，整个路径贯穿南美洲。虽然地球上日全食大约每18个月发生一次，但每次全食路径都不完全相同。据统计，日食（非日全食）大约每隔375年会经过同一片区域。因此，对于生活在不同地区的人来说.H全食还是很罕见的。下一次日全食将于2021年12月4日发生在南极洲上空。