二十年前的12月18日，美国宇航局(NASA)开始了地球研究的新纪元。该机构地球观测系统(EOS)计划中的Terra卫星于1999年12月18日从范登堡空军基地发射升空。它的设计寿命为6年，设计轨道运行为3万圈。目前它仍在飞行，并在2019年底获取相关数据。

Terra以及整个EOS计划的使命是对大气，土地，生物圈和海洋进行全球同步测量，以了解它们如何相互作用和相互影响。对地球系统科学来说，该轨道平台是一个巨大的飞跃——一个观察地球球体如何作为一个整体组合在一起，以及它们如何在几天、几个月、几年的时间里发生变化的新工具。

Terra大约只有一辆小型校车那样大，它沿着太阳同步的极地轨道运行，在地球的白天从北向南飞行（在夜晚则从南向北飞行）。卫星携带了五种仪器，可以同时进行测量。也就是说，它们可以在同一时间观察地球的同一区域。这使得科学家能够以不同的方式观察奇异的事件或季节现象，从而识别一个环境信号如何影响另一个环境信号。

本文的图片代表了Terra卫星在南半球春季澳大利亚高频火灾季节的五种不同视角。页面顶部的图像（图1）来自Terra的中等分辨率成像光谱仪（MODIS），它可以用36种不同的波长观测地球。这张假彩色图像拍摄于2019年12月17日，结合了可见光和红外光(波段7-2-1)，以区分新南威尔士州的健康植物（绿色）与火灾烧毁区域（橙色至棕色）。红色像素表示Terra检测到指示活跃火灾的热信号的区域。

图2是在2019年12月7日由先进的星载热发射和反射辐射仪(ASTER)拍摄到的。热红外图像显示了澳大利亚纽卡斯尔市西部夜间活跃的火场。ASTER通过14种波长进行观测，并提供Terra能够收集到的最高分辨率图像。科学家利用ASTER数据绘制出详细的地表温度、辐射率、反射率和高程地图。

2019年12月8日，对流层污染测量仪(MOPITT)测量了大气中的一氧化碳(CO)含量(见图3)。在这个规模下，正常的一氧化碳浓度应低于2。通过燃烧植物和化石燃料释放出来的一氧化碳是一种无味的气体，但人们吸入它是有危险的，它还会导致地面臭氧的形成。在大气中较高的位置，一氧化碳是一个信号，表明温室气体正被排放进我们不断变暖的空气中。

多角度成像光谱仪(MISR)配备了9个摄像机，可以观察卫星轨道的前方和后方，是测量大气中气溶胶浓度和特性的关键仪器。图4的图像数据是在2019年11月14日收集的，显示新南威尔士州的大火释放出大量烟雾。左边的图像是自然色的，而右边的图像使用立体模式匹配来辨别云层的高度和大气中的烟雾。

最后，云层和地球的辐射能系统(CERES)传感器观测到太阳辐射进入地球大气层，并被其表面吸收、发射和反射。上面的地图（图5）描绘了2019年11月CERES对地球长波辐射的测量，这是对返回太空的热量的测量。澳大利亚的干旱地区通常会散发出大量的热量。在这种情况下，这些数据提供了大陆异常炎热和干燥条件的迹象，而这些条件会加重的火灾季节的危险程度。

Terra卫星发射二十年后，它的飞行距离等于从地球到海王星距离。在此过程中，它收集了一些长期的数据记录，这些数据记录了我们星球的不同特征。目前这颗卫星状况良好，应该继续作为美国宇航局研究地球的关键工具。

备注：美国宇航局地球观测站图像由约书亚·史蒂文斯（Joshua Stevens）和劳伦·达芬（Lauren Dauphin）提供，数据来自迈克尔·艾布拉姆斯（Michael Abrams）、NASA / JPL，NASA / METI / AIST / Japan Space Systems和美国/日本ASTER科学团队，MISR数据由David Diner/NASA/JPL/Caltech提供，CERES数据由NASA地球观测站(NEO)提供，MOPPIT数据由Helen Worden/美国国家大气研究中心提供，MODIS数据由NASA EOSDIS/LANCE和GIBS/Worldview提供。迈克尔·卡洛维茨(Michael Carlowicz)报道。

参考文献：

NASA(2019) Terra. Accessed December 18, 2019.

NASA(2019) NASA’s Earth Observing System. Accessed December 18, 2019.

NASA(2019, December 18) Twenty Years of Terra in Our Lives. Accessed December 18,2019.

NASAEarth Observatory (2018, October 12) Ten Things to Know About Terra.

NASAEarth Observatory (2010, February 25) Terra Tracks Earth’s Vital Signs.

NASAEarth Observatory (1999, March 1) Terra Fact Sheet.

NASAEarth Observatory (2019, April 29) It Was 20 Years Ago Today.

NASAEarth Observatory (2009, April 29) Earth Observatory 10th Anniversary.

本文转自：慧天地

英文原文作者：Michael Carlowicz

英文原文来源：earthobservatory.nasa.gov

中文编译整理：慧天地国际站一鸣

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