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呼吸的地球:NASA动画揭示20年来地球植被改变

时间:2017-12-02 16:12 来源:钱柜娱乐777官网 好奇心指数: 次 手机版阅读

   北京时间11月29日消息,据国外媒体报道,美国航空航天局(NASA)公布了一组“呼吸的地球”可视化图像,展现了20年来地球植被的变化情况。

  利用卫星对地球表面的观测结果,科学家发现了一些可能对全球不同栖息地和生态系统有重大影响的长期变化。这些地图还显示了陆地和海洋在不同季节的明显差别。每一年,无论在陆地还是海洋,植物都会经历规律性的繁盛和衰亡。

  “这些可视化图像展现了我们所生活的星球,具有不可思议的感染力,”NASA戈达德太空飞行中心的海洋学家吉恩·卡尔·费尔德曼(Gene Carl Feldman)说,“这就是地球,每一天都在呼吸的地球,它会随着季节而变化,对太阳、风力、海流和温度等做出回应。”

  NASA已经利用卫星对陆地和海洋的植物生命进行了20年的持续观测。1997年,NASA发射了宽视场海洋观测传感器(Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor,SeaWiFS),到今年秋季刚好是20周年。在这20年中,卫星观测见证了北极随着温度升高变得越来越绿,并发现了其他令人担忧的现象,比如“生物荒漠”的扩张。“生物荒漠”是指海洋中一些营养盐极度缺乏,生产力极低的区域。

这张可视化图像显示了20年的观测结果,可以追溯到1997年。陆地植被覆盖率颜色变化从棕色(低)到绿色(高);海洋表面的浮游植物则是从紫色(低)到黄色(高)。 这些地图还显示,随着植物在一年周期里的繁盛和衰亡,陆地和海洋也出现了明显的季节变化。图中显示的是北美洲在春季时植被“苏醒”的画面。

  从1997年开始,SeaWiFS就对全球海洋水色进行不间断的观测和绘图。叶绿素的绿色可以作为测量植物丰度的指标。科学家发现,绿色最浅的区域中心多位于太平洋、大西洋和南印度洋的副热带环流区。所有这些 “生物荒漠”的总面积约占地球表面的40%。近十年来的观测发现,全球海洋生物荒漠的面积正在不断扩大,并且远远超过全球变暖模型预测的结果。

  虽然科学家早在1997年之前就利用卫星观测地球,但SeaWiFS的投入使用触发了第一场持续性的全球行动。当SeaWiFS的数据首次公布时,许多人都持怀疑态度。NASA称,当时人们并不确定能否从太空清晰地观察地球表面。

  “见到第一批图片的时候我们都惊呆了,”NASA戈达德太空飞行中心科学家康普顿·塔克(Compton Tucker)在谈到1985年一项对塞内加尔草原绿化和退化的研究时说道。

  研究人员开发了一种方法,从两个波长对卫星数据进行比较。他们采用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index)评估地球表面绿色植被的生长状况。“这些图像很不可思议,因为它们显示了植被每一年的变化,年复一年,”塔克说,“在我们写作这篇论文时,人们苛责我们是‘用数字绘画’,或者在捏造数据。但是,这是第一次基于植物的光合能力,从太空中研究植被。”

1978年,一台名为“海岸带水色扫描仪”(Coastal Zone Color Scanner,CZCS)的仪器使科学家首次能对水色进行观测。上图是东赤道太平洋海域在1998年厄尔尼诺—拉尼娜时期的水色变化。 NASA已经利用卫星对陆地和海洋的植物生命进行了20年的持续观测。1997年,NASA发射了宽视场海洋观测传感器(Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor,SeaWiFS),到今年秋季刚好是20周年。

  1978年,一台名为“海岸带水色扫描仪”(Coastal Zone Color Scanner,CZCS)的仪器使科学家首次能对水色进行观测。该仪器揭示了许多值得关注的变化,比如1998年从厄尔尼诺现象到拉尼娜现象的转变。

  “整个东太平洋,从南美洲海岸一直到日期变更线,原本相当于生物荒漠的区域转变成繁盛的‘热带雨林’,”费尔德曼说,“而且我们是实时看着这一切发生。对我来说,那是这类观测第一次展现威力,使我们看到海洋如何在短短几周内对最严重的一种环境扰动做出反应。此外,这也显示了海洋及生活其中的所有生命都具有不可思议的恢复能力——如果获得机会的话。”

  卫星数据也显示了海洋浮游植物在多年时间里的变化。在 “生物学沙漠”区域,海流的流速较低,生物的生长极为缓慢。 卫星数据还能揭示气候变化对全球农作物的影响。NASA希望更进一步,在太空中研究光合作用,了解植物在什么地方、什么时候开始将光能转化为糖类。

  举例来说,玉米带(Corn Belt)是位于美国中西部的一个地区,由于大量种植粮食作物,在卫星图像上十分显眼。“这有点让人意想不到,是的,你可以测量它,”NASA戈达德太空飞行中心的乔安娜·乔伊纳(Joanna Joiner)说,“在最高峰时,这些植物具有地球上最高的荧光率。一个还未解决的重要问题是,这些植物能吸收多少碳,为什么吸收量每年都不同,以及是那些区域造成了这种变化。”(任天)

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