准备研究世界上的水

准备研究世界上的水

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The Surface Water and Ocean Topography (SWOT) spacecraft is seen in this early morning photo from Dec. 14, 2022, as preparations for launch continued. SWOT, the first satellite mission that will observe nearly all water on Earth’s surface, launched on Dec. 16. Jointly developed by NASA and Centre National D’Études Spatiales, with contributions from the Canadian Space Agency and United Kingdom Space Agency, the satellite will measure the height of water in the planet’s lakes, rivers, reservoirs, and oceans. This photo was chosen by the NASA Headquarters photographers as one of the best images from 2022. See the rest on Flickr. Image Credit: NASA/Keegan Barber 在这张2022年12月14日清晨的照片中，可以看到地表水和海洋地形（SWOT）航天器，发射准备工作仍在继续。SWOT卫星于12月16日发射，是首个将观测地球表面几乎所有水的卫星任务。这颗卫星由NASA和国家空间中心联合开发，加拿大航天局和英国航天局提供资助。该卫星将测量地球湖泊、河流、水库和海洋中的水位。 这张照片被NASA总部的摄影师选为2022年最佳照片之一。在Flickr上查看其余内容。 影像来源：NASA/Keegan Barber

SWOT卫星，猎鹰9号火箭驶向发射台

SWOT卫星，猎鹰9号火箭驶向发射台

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A SpaceX Falcon 9 rocket with the Surface Water and Ocean Topography (SWOT) spacecraft onboard is seen as it rolls out to the pad, Tuesday, Dec. 13, 2022, at Space Launch Complex 4E at Vandenberg Space Force Base in California. Jointly developed by NASA and Centre National D’Etudes Spatiales, with contributions from the Canadian Space Agency and the United Kingdom Space Agency, SWOT is the first satellite mission that will observe nearly all water on Earth’s surface, measuring the height of water in the planet’s lakes, rivers, reservoirs, and the ocean. SWOT is set to launch at 6:46 a.m. EST on Dec. 15, 2022. Image Credit: NASA/Keegan Barber 2022年12月13日（星期二），在加利福尼亚州范登堡空军基地的4E航天发射场，一枚搭载有地表水和海洋地形（SWOT）航天器的SpaceX猎鹰9号火箭驶向发射台。。SWOT由NASA和国家太空研究中心联合开发，加拿大航天局和英国航天局提供资助，，它是第一个观测地球表面几乎所有水的卫星任务，测量地球湖泊、河流、水库和海洋中的水的高度。SWOT将于美国东部时间2022年12月15日上午6点46分发射。 影像来源：NASA/Keegan Barber

地球所有的水

地球所有的水

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2022年9月26日 All the Water on Planet Earth Illustration Credit: Jack Cook, Adam Nieman, Woods Hole Oceanographic Institution; Data source: Igor Shiklomanov Explanation: How much of planet Earth is made of water? Very little, actually. Although oceans of water cover about 70 percent of Earth’s surface, these oceans are shallow compared to the Earth’s radius. The featured illustration shows what would happen if all of the water on or near the surface of the Earth were bunched up into a ball. The radius of this ball would be only about 700 kilometers, less than half the radius of the Earth’s Moon, but slightly larger than Saturn’s moon Rhea which, like many moons in our outer Solar System, is mostly water ice. The next smallest ball depicts…

美欧卫星将进行世界上第一次全球淡水调查

美欧卫星将进行世界上第一次全球淡水调查

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一旦卫星进入轨道，SWOT任务不仅将定期监测像俄勒冈州威拉米特这样的强大河流（如图），而且还将监测直径至少330英尺(100米)的小河流。 影像来源：美国能源部 地表水和海洋地形任务将对地球上95%以上的湖泊、河流和水库进行测量。 水就是生命，但尽管水很重要，但人类对地球淡水体的看法却出奇地有限。研究人员对全球仅有的几千个湖泊进行了可靠的水位测量，而地球上一些重要的河流系统几乎没有数据。即将到来的地表水和海洋地形（SWOT）卫星将填补这一巨大空白。通过帮助人们更好地了解地球的水循环，它将有助于更好地管理水资源，并扩大对气候变化如何影响湖泊、河流和水库的知识。 由NASA和法国航天局国家空间研究中心（CNES）合作，加拿大航天局和英国航天局提供捐助，SWOT计划于11月从加利福尼亚州范登堡航天部队基地发射。工程师和技术人员正在法国戛纳的泰雷兹阿莱尼亚太空公司运营的设施中完成卫星的工作。 SWOT有几项关键任务，包括测量地球表面水体的高度。在海洋上空，该卫星将能够“看到”直径小于60英里（100公里）的漩涡等特征——比以前的海平面卫星能够观察到的漩涡要小。SWOT还将测量地球上超过95%的面积超过15英亩（6公顷）的湖泊和宽度超过330英尺（100米）的河流。 “目前的数据库可能包含全球数千个湖泊的信息，”北卡罗来纳大学教堂山分校的NASA淡水科学SWOT项目负责人塔姆林·帕维尔斯基说。 “SWOT将把这个数字推到200万到600万之间。” SWOT除了测量水面高度（无论是在湖泊、河流还是水库中）外，还将测量其范围或表面积。这一关键信息将使科学家能够计算出有多少水流经淡水水体。“一旦你掌握了水的体积，就可以更好地评估水资源预算，或有多少水流入和流出一个地区。”NASA位于南加州的喷气推进实验室的SWOT项目科学家李·吕恩福说，该实验室负责管理该任务的美国部分。 这一点很重要，因为气候变化正在加速地球的水循环。温度升高意味着大气中可以容纳更多的水（以水蒸气的形式），这可能会导致，例如，比一个地区通常看到的更强的暴雨。这反过来会对农场造成严重破坏，破坏农作物。这种加速的变化会使管理一个社区的水资源变得更加困难。。 “随着地球水循环的加剧，预测未来的极端事件，如洪水和干旱，需要监测海洋供水的变化以及陆地上的水需求和使用情况。SWOT对地球上所有地表水的全球观测将为我们提供准确的信息。”华盛顿NASA总部的SWOT项目科学家纳迪亚·维诺格拉多娃·希弗说。 更大、更好的画面 SWOT将使用一种名为Ka波段雷达干涉仪（KaRIn）的新仪器提供其改变游戏规则的数据，该仪器从水面反射雷达脉冲，并同时通过两个天线接收返回信号。这些天线在吊杆上间隔33英尺（10米），使研究人员能够沿着地球表面大约75英里（120公里）宽的区域收集信息，这条路径比之前的卫星要宽。 这种系统所需的工程设计很复杂，因为如此大的天线臂需要难以置信的稳定性，而且研究人员需要非常精确的计算才能对地球的海洋和淡水体进行测量。帕夫斯基说：“SWOT的基本思想可以追溯到20世纪90年代末，但将这一概念变为现实——所有这些工程——需要花费大量的时间和精力。” 这种系统所需的工程技术非常棘手，因为如此大的天线吊杆需要令人难以置信的稳定性，而且研究人员需要非常精确的计算来对地球海洋和淡水体进行测量。“SWOT的基本理念可以追溯到20世纪90年代末，但将这一概念变为现实——所有这些工程——需要花费大量的时间和精力。”帕夫斯基说。 已经在轨道上的卫星可以测量海洋、非常大的湖泊和非常宽的河流中的水面高度或水体的表面积。但是为了计算体积随时间的变化，科学家需要匹配不同仪器在不同日子测量的范围和高度。这使得我们很难确定一些基本的细节，比如有多少水流经世界各地的河流，水量变化有多大。“你可能认为我们已经知道了，”帕夫斯基说。“但对于世界上许多河流来说，这种测量方法并不多。” SWOT将消除将来自不同卫星的范围和高度信息拼凑在一起的需要，同时卫星将为研究人员提供地球地表水的全球视图。“这将是我们对淡水的认识和理解的巨大变化。”SWOT科学团队成员、法国图卢兹地球物理与海洋空间研究所的淡水研究员西尔万·比安卡马利亚说。 一些研究，包括去年发表在《自然》杂志上的一项研究，使用水位测量来观察世界各地的湖泊和河流如何随时间变化。然而，研究人员期望从SWOT中获得的数据将提供对水位和表面积的更好理解，这两方面的采样将更频繁，覆盖地球的更大面积。一旦卫星进入轨道，SWOT将每天发回约1TB的未处理数据。 比安卡马利亚和帕夫斯基等科学家特别希望获得流域层面的信息，或该地区土地干涸的湖或河及其支流的面积。“从社会的角度来看，无论是饮用水、航运还是防洪，都需要在流域范围内管理水资源。”比安卡马利亚说。“因此，需要对整个流域进行观测，SWOT将提供此类数据集。” 关于任务的更多信息 SWOT由NASA和法国国家空间研究中心联合开发，加拿大航天局和英国航天局也提供了帮助。由在加州帕萨迪纳的加州理工学院为NASA管理的喷气推进实验室，负责该项目的美国部分。对于飞行系统有效载荷，NASA正在提供KaRIn仪器、GPS科学接收器、激光后向反射器、双光束微波辐射计和NASA仪器操作。CNES正在提供通过卫星（DORIS）系统集成的多普勒轨道图和无线电定位、双频波塞冬测高仪（由泰雷兹阿莱尼亚太空公司开发）、卡林射频子系统（与泰雷兹阿莱尼亚太空公司合作，并得到英国航天局的支持）、平台和地面控制段。CSA提供KaRIn大功率发射器组件。NASA正在提供运载火箭和相关的发射服务。 如欲了解更多关于SWOT的信息，请访问： https://swot.jpl.nasa.gov/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/us-european-satellite-will-make-world-s-first-global-freshwater-survey

地球资源卫星50周年

地球资源卫星50周年

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We’re celebrating 50 years of the Landsat satellite, the first of which launched on July 23, 1972. The latest in the series, Landsat 9, launched in September 2021. Landsat shows us Earth from space. For 50 years, the mission has collected data on the forests, farms, urban areas and freshwater of our home planet, generating the longest continuous record of its kind. Decision makers from across the globe use freely available Landsat data to better understand environmental change, manage agricultural practices, allocate scarce water resources, respond to natural disasters and more. This natural color image of Eleuthera Island, the Bahamas, was taken by Landsat 9 on January 18, 2022. Between Landsat 8 and Landsat 9, the Landsat program delivers complete coverage of the Earth’s surface…

NASA的飞机飞入暴风雪中研究降雪情况

NASA的飞机飞入暴风雪中研究降雪情况

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科学家们反复检查天气预报，为飞机的飞行做准备，并在最后一刻检查科学仪器。一场巨大的冬季风暴即将来临，但这正是这些追逐风暴的科学家们所希望的。 该团队正在NASA的两架飞机上追踪美国中西部和东部的风暴，这两架飞机配备了科学仪器，以帮助了解冬季风暴形成和发展的内部机制。该团队正在驾驶两架飞机调查冬季风暴，一架在风暴上方，一架在云层内。每个都配备了一套科学仪器，用于收集有关雪粒及其形成条件的数据。这些实验是NASA第二次部署大西洋海岸威胁风暴（IMPACTS）微物理和降水调查任务的一部分，该任务于1月开始，计划于2月底结束。 这些数据将帮助团队将雪粒及其环境的特性与大尺度过程联系起来，比如云层结构和降水模式，这些过程可以通过飞机和卫星上的遥感仪器看到。最终，IMPACTS团队对暴风雪的了解将改善气象模型，提高我们使用卫星数据预测降雪量和降雪地点的能力。 观测各种风暴 西雅图华盛顿大学的大气科学家、IMPACTS的首席研究员林恩·麦克默迪说，风暴通常会形成被称为雪带的狭窄结构。IMPACTS的主要目标之一是了解这些结构是如何形成的，为什么有些风暴没有雪带，以及如何使用雪带来预测降雪。为了做到这一点，该团队希望在为期三年的IMPACTS任务中对各种各样的风暴进行采样。 在2020年IMPACTS任务期间，该团队对中西部和东海岸的各种风暴进行了采样，包括较暖的暴雨和强冷锋和对流的风暴。但麦克默迪说，该团队没有看到东北风暴，这是一场具有强大低压系统的风暴，它沿着新英格兰海岸向上移动，将来自大西洋的湿气与来自加拿大的冷空气混合在一起。 位于马里兰州绿带的NASA戈达德航天飞行中心负责IMPACTS的副首席调查人员约翰·约克斯说：“东北风暴来到东海岸，可以带来几英尺厚的降雪，从而导致城市被迫关闭。”能够更好地预测这些风暴将带来降雪的地点和程度，可以帮助城市更好地为冬季的恶劣天气做好准备。 2022年1月4日，NASA的Terra卫星上的MODIS仪器拍摄到美国中大西洋地区一场大风暴带来的潮湿大雪后的降雪图像。一些地区的积雪超过14英寸，导致企业、学校和州际高速公路关闭。 影像来源：NASA 云层上下及云层里 NASA及其合作伙伴拥有多颗测量太空降水的卫星，例如每三小时观测一次世界大部分地区的降雨和降雪的全球降水测量任务。“但卫星无法告诉我们很多关于这些粒子——真正的雪花——以及它们在云层中形成的位置。”戈达德IMPACTS副首席研究员之一格里·海姆斯菲尔德说。IMPACTS已经用尽了由戈达德管理的位于弗吉尼亚州沃洛普斯飞行设施的设备。 取而代之的是，IMPACTS正在驾驶两架配备了科学仪器的飞机。NASA阿姆斯特朗飞行研究中心的ER-2是一架高空喷气式飞机，从北卡罗来纳州费耶特维尔附近的波普陆军机场起飞，将在大约65,000英尺的高空飞行，从云层上方获得自上而下的视野。ER-2上的仪器与卫星上的仪器类似，但具有更高的空间分辨率、额外的测量能力和更频繁的采样。地面科学家也在使用地面雷达从下方测量云的特性。 NASA配备了一套科学仪器的ER-2型高空喷气式飞机起飞。 影像来源：NASA阿姆斯特朗飞行研究中心 约克斯说：“像IMPACTS这样的任务确实可以用更高分辨率、更高精度的飞机测量来补充这些航天器测量，更频繁地对事件进行采样，并提供多普勒测量等附加参数。” 另一架飞机是P-3猎户座战机，其飞行高度高达26000英尺。悬挂在P-3机翼上的探测器测量降水颗粒的大小、形状和分布。在不同的高度飞行P-3可以让团队测量整个云层中的雪粒，以及它们形成的温度、水气和其他条件。 P-3还向海洋上空投放了一种名为下投式探空仪的小型仪器。这些仪器的工作原理与气象气球的工作原理类似，可以在它们降落时测量大气中的温度、风和湿度。当风暴从几个根据团队正在研究的风暴移动的地点上方掠过时，该团队还每隔几个小时发射一次气象气球。下投式探空仪和气象气球收集的数据提供有关风暴之前、期间和之后的大气状况的信息。 海姆斯菲尔德说：“暴风雪是非常复杂的风暴，我们需要每一项数据——模型、飞机仪器、气象探测——来真正弄清楚这些风暴中发生了什么。” 多年IMPACTS任务是30年来对美国东部暴风雪的首次全面研究。该科学团队包括来自NASA、全国多所大学、国家大气研究中心和NOAA的研究人员，其中包括国家气象局的合作伙伴。 如欲了解有关该任务的更多信息，请访问：https://espo.nasa.gov/impacts/content/IMPACTS 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/esnt/2022/nasa-planes-fly-into-snowstorms-to-study-snowfall

水的颜色

水的颜色

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Much like the sky, rivers are rarely painted one color. Rivers around the world appear in shades of yellow, green, blue, and brown—and subtle changes in the environment can alter their colors. 就像天空一样，河流很少被涂成一种颜色。世界各地的河流呈现出黄色、绿色、蓝色和棕色的色调——环境的细微变化会改变它们的颜色。 New research shows the dominant color has changed in about one-third of large rivers in the continental United States over the past 35 years. 新的研究表明，在过去35年中，美国大陆约三分之一的大型河流的主要颜色发生了变化。 The figure above shows data from a map of river color for the contiguous United States. The rivers are colored as they would approximately appear to the human eye. The map was built from 234,727 images collected by Landsat satellites between 1984 and 2018. The dataset includes 67,000 miles (100,000 kilometers) of waterways of at least 200 feet (60 meters) wide. 上图显示了来自美国毗连河流颜色地图的数据。河流的颜色与人眼所见的大致相同。该地图是根据地球资源卫星在1984年至2018年期间收集的234,727张图像构建的。该数据集包括67,000英里（100,000公里）、至少200英尺（60 米）宽的水域。 While is not unusual…

木卫二

木卫二

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2022年1月15日 Galileo’s Europa Image Credit: NASA, JPL-Caltech, SETI Institute, Cynthia Phillips, Marty Valenti Explanation: Looping through the Jovian system in the late 1990s, the Galileo spacecraft recorded stunning views of Europa and uncovered evidence that the moon’s icy surface likely hides a deep, global ocean. Galileo’s Europa image data has been remastered here, with improved calibrations to produce a color image approximating what the human eye might see. Europa’s long curving fractures hint at the subsurface liquid water. The tidal flexing the large moon experiences in its elliptical orbit around Jupiter supplies the energy to keep the ocean liquid. But more tantalizing is the possibility that even in the absence of sunlight that process could also supply the energy to support life, making Europa one…

2021年度灾难：回顾

2021年度灾难：回顾

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In 2021, Hurricane Ida left over 1 million people without power, tornadoes tore across the American Midwest, volcanoes forced people to evacuate their homes, wildfires covered the American West and unusual flooding wreaked havoc on Central Europe. 2021年，飓风艾达导致100多万人断电，龙卷风席卷美国中西部，火山爆发迫使人们撤离家园，野火覆盖美国西部，罕见的洪水对中欧造成严重破坏。 Some characteristics of natural hazards, such as hurricanes, floods and wildfires, have been historically predictable and have informed disaster preparation. However, with human emissions of greenhouse gases increasing Earth’s temperature, we’re seeing changes in those characteristics: wildfire and drought seasons are lengthening, hurricanes and rainfall are becoming more intense, and coastal flooding is increasing. 自然灾害的一些特征，如飓风、洪水和野火，在历史上是可以预测，并为备灾提供了信息。然而，随着人类排放的温室气体使地球温度升高，我们正在看到这些特征的变化：野火和干旱季节正在延长，飓风和降雨变得更加强烈，沿海洪水也正在增加。 By sponsoring application science and fostering domestic and international partnerships, the NASA Disasters program seeks to use its Earth observation data to enable disaster-resilient communities in a changing climate. 通过资助应用科学和培育国内和国际伙伴关系，NASA灾难项目寻求利用其地球观测数据，使社区能够在不断变化的气候中抵御灾害。 For details…