近日点与远日点

近日点与远日点

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2021年7月8日 Perihelion to Aphelion Image Credit & Copyright: Richard Jaworski Explanation: Aphelion for 2021 occurred on July 5th. That’s the point in Earth’s elliptical orbit when it is farthest from the Sun. Of course, the distance from the Sun doesn’t determine the seasons. Those are governed by the tilt of Earth’s axis of rotation, so July is still summer in the north and winter in the southern hemisphere. But it does mean that on July 5 the Sun was at its smallest apparent size when viewed from planet Earth. This composite neatly compares two pictures of the Sun, both taken with the same telescope and camera. The left half was captured close to the date of the 2021 perihelion (January 2), the closest point in…

太空激光以惊人的精度绘制南极洲的融水湖图

太空激光以惊人的精度绘制南极洲的融水湖图

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从天空上看，南极洲冰盖可能看起来像一个平静的、永久的冰毯，已经覆盖南极洲数百万年了。但是，冰盖最厚时可达数千米深，在其底部与大陆基岩相接处隐藏着数百个融水湖。在地表深处，一些湖泊通过水道系统不断充盈和排水，最终排入海洋。 现在，有了NASA在太空中使用过的最先进的地球观测激光仪器，科学家们改进了他们对南极西部冰盖下隐藏湖泊系统的地图，并发现了另外两个活跃的冰川下湖泊。 这项新的研究为从太空中发现新的冰川下湖泊，以及评估这一隐藏的管道系统如何影响冰块滑入南大洋的速度，增加可能改变其循环和生态系统的淡水，提供了关键的见解。 NASA的冰、云和陆地海拔卫星2号（ICESat-2），让科学家们能够精确地绘制冰川下湖泊的地图。卫星测量了冰层的高度。尽管冰层非常厚，但冰层会随着冰层下湖泊的充盈或清空而上升或下降。 数以百计的融水湖深藏在南极洲广阔的冰盖之下。凭借强大的太空激光高度计系统，NASA的冰、云和陆地高程卫星 2 （ICESat-2） 帮助科学家“看到”冰下的情况。 视频来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心 这项研究于7月7日发表在《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）上，整合了ICESat-2的前身——最初的ICESat任务以及欧洲航天局（European Space Agency, ESA）专门用于监测极地冰层厚度的卫星CryoSat-2的高度数据。 几十年来，南极冰盖下的水文系统一直是个谜。这种情况在2007年开始改变，当时加州大学圣地亚哥分校（University of California San Diego）斯克里普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography）的冰川学家海伦·阿曼达·弗里克（Helen Amanda Fricker）取得了一项突破，帮助更新了人们对南极洲冰川下湖泊的经典认识。 通过使用2007年ICESat的数据，弗里克首次发现，在南极洲快速流动的冰流之下，有一个完整的湖泊网络彼此连接，随着时间的推移不断充盈和排水。以前，人们认为这些湖泊是静态储存融水的，不会充盈和排水。 “在冰床界面发现这些相互连接的湖泊系统，使周围的水流动，并对冰川学、微生物学和海洋学产生影响——这是ICESat任务的一个重大发现，”科罗拉多矿产学院（Colorado School of Mines, Golden）地球物理学助理教授马修·西格弗里德（Matthew Siegfried）说。他是这项新研究的首席研究员。“ICESat-2就像你在使用ICESat后戴上眼镜，数据非常精确，我们可以真正开始绘制湖面边界。” 科学家们假设，南极洲冰川下的水交换是由多种因素共同作用的结果，包括上面冰盖巨大重量施加的压力的波动，冰盖和下面岩石之间的摩擦，以及被冰盖厚度隔离的地下热量。这与格陵兰冰盖形成了鲜明的对比，在格陵兰冰盖上的湖泊充满了融化的水，这些水通过冰盖表面的裂缝和孔洞排出融化的水。 为了更频繁地利用卫星数据研究冰川下湖泊充盈和排水的区域，齐格弗里德与弗里克合作，弗里克在设计ICESat-2从太空观测极地冰的任务中发挥了关键作用。 齐格弗里德和弗里克的新研究显示，自2003年最初的ICESat任务开始测量冰盖表面的海拔变化以来，包括南极洲西部美世（Mercer）和惠兰斯 （Whillans）冰流下的康威（Conway）和美世（Mercer）湖在内的一组湖泊正在经历第三次排水期。两个新发现的湖泊也位于这一区域。 除了提供重要的数据外，这项研究还揭示出，随着水进入和离开湖泊，湖泊的轮廓或边界会逐渐改变。 “我们正在绘制当前存在的任何高度异常，”齐格弗里德说。“如果有湖泊充盈和排水，我们将用ICESat-2探测它们。” “帮助我们观察”冰盖下的情况 如果科学家想更好地了解南极洲冰盖下的管道系统，以及所有淡水可能如何改变上方冰盖的速度或最终流入的海洋环流，那么对基底融水的精确测量至关重要。 一个巨大的圆顶状的冰盖覆盖了大部分大陆，南极冰盖从大陆中部缓慢地向外流动，就像超级浓稠的蜂蜜一样。但是，当冰盖接近海岸时，它的速度发生了巨大变化，变成了像河流一样的冰流，这些冰以每天几米的速度迅速流入海洋。冰盖移动的快慢在一定程度上取决于冰盖在基岩上滑动时融水润滑冰盖的方式。 随着冰盖的移动，它会出现了裂缝、裂隙和其他缺陷。当冰下的湖泊获得或失去水时，它们也会使上面的冰面变形。无论大小，ICESat-2都会使用激光高度计系统绘制这些海拔变化图，其精度可达几英寸，能够以前所未有的细节测量地球的表面。 ICESat-2将为科学家提供高度测量数据，从而绘制出地球的第三维全球图景，收集数据可以精确跟踪包括冰川、海冰、森林等地形的变化。ICESat-2上的单一仪器是ATLAS，即高级地形激光测高系统，它将测量融化的冰盖并调查其如何影响海平面上升，调查冰盖和冰川的质量变化，估算并研究海冰厚度，并测量全球森林和其他生态系统植被的高度。 视频来源：NASA/Ryan Fitzgibbons 通过长期卫星任务跟踪这些复杂的过程，将为了解冰盖的命运提供至关重要的信息。弗里克说，在过去20年中，冰川学家对冰盖的发现的一个重要部分来自于对极地冰如何因大气和海洋变暖而变化的观察，但是隐藏的过程，如湖泊系统在冰下输送水的方式，也将是未来研究南极冰盖的关键。 弗里克说:“如果没有卫星数据，我们就无法了解南极洲下面正在发生的过程。”她强调，2007年的发现使冰川学家能够确认，南极洲隐藏的管道系统的输水速度比之前认为的要快得多。“我们一直在努力预测南极洲的未来，像ICESat-2这样的仪器正在帮助我们在过程规模上进行观察。” 与整个地球系统相连的水系统 来自冰盖的淡水如何影响南大洋的环流及其海洋生态系统是南极洲最保守的秘密之一。由于这块大陆的冰盖下水文在移动这些水的过程中起着关键作用，齐格弗里德还强调了冰盖与地球其他地区的联系。 “我们谈论的不仅仅是冰盖，”齐格弗里德说。“我们真正谈论的是一个与整个地球系统相连的水系统。” 最近，弗里克和另一组科学家探索了淡水和南大洋之间的这种联系——但这次是通过观察冰架表面附近的湖泊，冰架是一块大冰板，作为冰盖的延伸漂浮在海洋上。他们的研究报告称，2019年，从湖底到南极洲东部阿梅里（Amery）冰架底部出现裂缝后，一个覆盖着冰的大湖突然崩塌。 利用来自ICESat-2的数据，该团队分析了冰架地形的崎岖变化。这一事件造成了一个巨大的地陷，面积约为4平方英里(约10平方公里)，是纽约市中央公园的三倍多。裂缝在三天内将近2000亿加仑的淡水从冰架表面注入了海洋。 在夏季，成千上万个绿松石色的融水湖点缀着南极洲明亮的白色冰架表面。但这一突然事件发生在隆冬时节，科学家预计那时冰架表面的水将完全冻结。由于ICESat-2的轨道与地面轨迹完全相同，因此它的激光束可以显示湖泊干涸前后地形的剧烈变化，即使是在极地冬季的黑暗时期。 上面的高度剖面图是由NASA的冰、云和陆地高度卫星2号（ICESat-2）使用高级地形激光高度计系统(ATLAS)获得的。图片显示了卫星在2019年经过南极洲阿梅里冰架表面突然坍塌的冰盖湖时，由三束不同的ATLAS激光束获得的高程数据。 图片来源:美国宇航局地球观测站 塔斯马尼亚大学(University of Tasmania)澳大利亚南极项目伙伴关系(Australian Antarctic Program Partnership)的冰河学家罗兰·华纳(Roland Warner)是这项研究的第一作者。他是在NASA和美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的联合任务——陆地卫星8号(Landsat 8)拍摄的图像中首次发现了伤痕累累的冰架。沃纳说，排水事件很可能是由水力压裂过程引起的，大量的湖水导致表面裂缝穿过冰架，流入下面的海洋。 “由于浮冰架表面失去了水的重量，整个冰架以湖为中心向上弯曲，”华纳说。“如果只是盯着卫星图像就很难搞清楚这一点。” 利用测高数据来见证落水洞的形成是一个难得的机会，但这也是冰川学家需要分析的事件类型，以便研究与南极洲模型相关的所有冰动力学。 弗里克说：“我们已经从卫星测高中了解了很多关于冰盖动态过程的信息，至关重要的是，我们要为下一代测高卫星进行规划，以延续这一记录。”。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/nasa-space-lasers-map-meltwater-lakes-in-antarctica-with-striking-precision

从空间站看地球

从空间站看地球

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In this June 2021 image, our Sun’s glint beams off the Indian Ocean as the International Space Station orbited about 270 miles above the Earth near western Australia. The station orbits the Earth about every 90 minutes at a speed of more than 17,000 miles per hour. Image Credit: NASA 在这张2021年6月拍摄的照片中，国际空间站在靠近澳大利亚西部的地球上空约270英里处环绕运行，太阳的光芒在印度洋上方闪耀。空间站每90分钟以超过17000英里每小时的速度绕地球运行一圈。 图片来源:美国国家航空航天局

主要海洋观测卫星开始提供科学数据

主要海洋观测卫星开始提供科学数据

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这张地图显示了由哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星(Sentinel-6 Michael Freilich)从6月5日到15日测量的海平面。红色区域表示海平面高于正常水平的区域，蓝色区域表示海平面低于正常水平的区域。 图片来源:NASA地球观测站 哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星(Sentinel-6 Michael Freilich)，最新的监测海面高度的卫星，向用户发布了它的第一批科学测量数据。 在轨道上经过六个月的检查和校准后，哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星将于6月22日向公众提供其首批两个数据流。它于2020年11月21日从加州范登堡空军基地发射，是一个美欧合作项目，用于测量海面高度和其他关键海洋特征，如海面风速和波浪高度。 其中一个海面高度数据流将要发布，精确到2.3英寸(5.8厘米)，并将在哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星上的仪器收集后的数小时内可用。第二组数据将在收集后两天发布，其精确度可达1.4英寸(3.5厘米)。这数据流可用时间的不同平衡了准确性和交付的及时性，用于预报天气和帮助监测飓风的形成等任务。更多的数据集将精确到约1.2英寸(2.9厘米)，预计将在今年晚些时候发布，用于研究活动和气候科学，包括跟踪全球平均海平面上升。 这颗卫星以NASA地球科学部前主任迈克尔·弗雷里奇的名字命名，收集了世界上90%海洋的测量数据。它是哥白尼哨兵6号/杰森CS（服务连续性）任务的两颗卫星之一。第二颗卫星哨兵6B号计划于2025年发射。它们一起是一系列航天器中最新的卫星，从1992年的TOPEX/Poseidon开始，一直到杰森系列卫星，近30年来一直在收集精确的海洋高度测量。 发射后不久，哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星进入指定轨道，以30秒的时间跟踪当前参考海平面卫星杰森3号。然后，科学家和工程师花时间对两颗卫星收集的数据进行交叉校准，以确保两颗卫星之间测量的连续性。一旦他们对数据质量有了保证，哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星将成为主要的海平面卫星。 “知道卫星正在工作，数据看起来很好，这让人松了一口气。”NASA位于南加州喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的项目科学家乔希·威利斯(Josh Willis)说。“几个月后，哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星将接替杰森3号卫星，而此次数据发布是这一过程的第一步。” 在绕地球轨道运行以收集临界海平面和大气数据的过程中，我们进一步了解了哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星的更多信息。单击图像上的任意位置以进行旋转。在关注太阳系网站上查看完整的互动体验并实时执行任务。 资料来源：NASA/JPL-Caltech 密切关注海平面上升 海洋吸收了因温室气体浓度增加而滞留在地球系统中的90%以上的热量，这导致海水膨胀和海平面上升。监测海洋高度很重要，因为它可以帮助预报员预测一些事情，包括洋流和潜在的飓风强度。 “这些初步数据表明，哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星是一个令人惊奇的新工具，将有助于改善海洋和天气预报，”美国国家海洋和大气管理局的项目和项目科学家埃里克·莱利埃特（Eric Leuliette）说。“在气候变化的情况下，这些数据可以发布是一项伟大的成就。” 欧洲气象卫星开发组织(EUMETSAT)的海洋测高项目经理茱莉亚·菲加·索尔达娜（Julia Figa Saldana）补充说，这次独特的海洋测高任务首次数据流的实际发布是大西洋飓风季节开始时的一个重要里程碑。 索尔达娜说:“测高数据由在达姆施塔特控制卫星运行的EUMESAT总部进行处理，并将这些数据发布给世界各地的海洋和天气预报数据用户，供他们使用。” 科学家还预计利用这些数据来衡量气候变化导致的海平面上升的速度。温暖海水的膨胀约占现代海平面上升的三分之一，而冰川和冰盖的融水则占剩下三分之二。在过去的20年里，海平面上升的速度加快，研究人员预计，未来几年海平面上升的速度还会更快。海平面上升将改变海岸线并增加潮汐和风暴造成的洪水。为了更好地了解海平面上升将如何影响人类，研究人员需要长期的气候记录——哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星将帮助提供这些记录。 关于任务的更多信息 哨兵6号/杰森CS由ESA、EUMETSAT、NASA和NOAA联合开发，由欧洲委员会提供资金支持，法国国家空间研究中心提供技术支持。 JPL是帕萨迪纳加州理工学院的一个部门，为每颗哨兵6号卫星提供三种科学仪器：高级微波辐射计、全球导航卫星系统、全球导航卫星系统-无线电掩星和激光反射器阵列。 NASA还提供发射服务、支持NASA科学仪器运行的地面系统、其中两个仪器的科学数据处理器，并为国际海洋表面地形科学团队的美国成员提供支持。 有关哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星的更多信息，请访问： https://www.nasa.gov/sentinel-6 如欲获取哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星的数据，请访问： https://podaac.jpl.nasa.gov/ https://search.earthdata.nasa.gov/search?q=sentinel-6 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/major-ocean-observing-satellite-starts-providing-science-data

地球的大气辉光和星迹

地球的大气辉光和星迹

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The beauty of our home planet is shown in this long exposure photograph. Taken from the International Space Station as it orbited 267 miles above the Indian Ocean, it reveals Earth’s atmospheric glow and star trails. Image Credit: NASA 这张长时间曝光的照片展示了我们星球的美丽。这张照片是由国际空间站在印度洋上空267英里的轨道上拍摄的，它显示了地球的大气辉光和星迹。 图片来源:美国国家航空航天局

观星指南（2021.06）

观星指南（2021.06）

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影像来源：NASA/JPL-Caltech 翻译：灼眼的粉丝 6月份的天空会发生什么！ 一个日偏食，天蝎座的刺钩，还有属于6月的朱诺号。 6月10日的日食主要在美国东北部和加拿大以及欧洲西北部可见。加拿大东部的一小块区域将见到日环食。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 继上个月的月全食之后，六月的日偏食又来了。6月10日，月球将短暂地滑落在地球和太阳之间，部分遮挡我们的太阳。 5月的月食在太平洋一带观赏效果最佳，而本月的日食对美国东北部、加拿大东部和欧洲北部的观众来说将是一种享受。对于美国观众来说，这是一个日出事件，当太阳升起时，月亮似乎已经咬了太阳一口。所以你要找一个朝向东方地平线的清晰视野来观看日偏食。对那些在北方和东方更远地方的人来说，你会看到更多被月亮遮挡的太阳。于欧洲北部的人来说，这更像是一次午餐时间的日食。 （无论你在哪里，请检查日食的安全措施，在没有适当的保护眼睛的情况下，千万不要看向太阳。） 在夏天的夜晚，你可能会看到一群弯曲的星星在南方的天空中爬行。其中有一个明亮的红色灯塔，这是天蝎座——蝎子——从六月开始，是寻找它的最佳时机。 天蝎座的中心是明亮的心宿二，从六月开始是夏季天空的亮点。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 这组星星被认为具有蝎子的形状可以追溯到地中海和中东的古代。在希腊神话中，蝎子致命的毒刺杀死了伟大的猎人猎户座，这就是为什么——故事说——我们今天发现他们在天空的两边。 在中国，这种星星图案也被视为巨龙的一部分，在夏威夷则是半神毛伊的鱼钩。这种鱼钩形状也构成了天蝎座的尾巴。 在六月初，如果你在北半球，在傍晚时分，天蝎座的尾巴可能还在你的地平线以下，它在天黑后的头几个小时内升起。但是到了月底，对于大多数观星者来说，天蝎座的尾巴将会在日落之后出现在地平线上。 天蝎座中那颗明亮的、像灯塔一样的恒星是心宿二，它是一颗巨大的红巨星，是天空中最亮的恒星之一。它形成了蝎子炽热的心脏。所以向南看，用心宿二作为你的向导来找到天蝎座。 在2020年12月互换位置之后，土星现在引领着木星穿过天空，在6月比另一颗巨行星早一小时升起。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 最后这个月，你会记得在12月的时候，木星和土星在天空中令人难以置信的近距离相遇。在大近合之前，木星在整个2020年都引领着土星穿越天空。6个月后，这对行星继续远离，现在土星在这两颗行星的起落中处于领先位置。午夜后在东方寻找它们，黎明时在南方寻找它们。 关于6月份木星的更多精彩，NASA的朱诺号将于6月8日再次近距离飞越木星。这次它还将在6月7日对行星大小的冰冷卫星木卫三进行一次低空飞越。这是朱诺计划在未来几年内数次飞越木星卫星的第一次，飞越木星的卫星包括冰冷的木卫二和火山喷发的木卫一。 以下是六月的月相。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 你可以在NASA.gov上了解NASA所有探索太阳系和其他地区的任务。 我是来自NASA喷气推进实验室的普雷斯顿·戴奇斯，以上就是6月份的天象。 参考来源： https://solarsystem.nasa.gov/resources/2600/whats-up-june-2021-video/

NASA的新数据为气候模型提供了启示

NASA的新数据为气候模型提供了启示

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你是否曾在阳光明媚的日子里穿一件深色的T恤，在阳光的照射下感觉它很温暖？我们大多数人都知道深色吸收阳光，浅色反射阳光——但你知道在太阳的不可见波长中，这并不是同样的工作方式吗？ 太阳是地球的能量来源，它以可见光、紫外线(短波长)和近红外辐射（我们称之为热量）的形式释放能量。可见光会被雪和冰等浅色表面反射，而森林或海洋等深色表面会吸收可见光。这种反射率，称为反照率，是地球调节温度的一个关键方式——如果地球吸收的能量多于反射的能量，则地球变暖；如果地球反射的能量大于吸收的能量，则地球变凉。 当科学家们将其他波长纳入其中时，情况就变得更加复杂了。在光谱的近红外部分，像冰和雪这样的表面是不反射的——事实上，它们吸收近红外光线的方式与深色T恤吸收可见光的方式非常相似。 “人们认为雪是反光的。它是如此闪亮，”位于纽约市的美国宇航局戈达德空间研究所主任、美国宇航局代理高级气候顾问加文·施密特（Gavin Schmidt）说。“但事实证明，在光谱的近红外部分，它几乎是黑色的。” 显然，对于气候科学家来说，要全面了解太阳能是如何进入和退出地球系统，他们需要包括可见光之外的其他波长。 [rml_read_more] 地球的能量预算是对从太阳接收到的能量与辐射回太空的能量之间微妙平衡的隐喻。对地球能量收支精确细节的研究对于理解地球气候可能如何变化以及太阳能输出的变化至关重要。 图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心 这就是NASA的总光谱太阳辐照度传感器（TSIS-1）的用途。从它在国际空间站上的有利位置，TSIS-1不仅测量到达地球大气层的总太阳辐照度（能量），还测量每个波长有多少能量进入。这种测量被称为光谱太阳辐照度，简称SSI。TSIS-1的光谱辐照度监测仪（SIM）由科罗拉多大学博尔德分校的大气和空间物理实验室开发，测量SSI的精度优于0.2%，或在真实SSI值的99.8%以内。 “有了TSIS-1，我们对可见光和近红外光的测量更有信心，”密歇根大学气候与空间科学与工程学系教授黄向磊（Xianglei Huang）博士说。“你如何划分每个波长的能量量对平均气候有影响。” 落在地球上的光的组成对理解地球的能量预算很重要。NASA的总光谱太阳辐照度传感器（TSIS-1）测量1000种不同波长的太阳能量，包括可见光、紫外线和红外线，统称为太阳光谱辐照度。 视频来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心 黄和他在密歇根大学、NASA戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）和科罗拉多大学博尔德分校的同事们最近首次在全球气候模型中使用了TSIS-1 SSI数据。“过去的几项研究使用了多种SSI输入来分析气候模型的敏感性——然而，这项研究是第一个调查新数据如何改变地球极地太阳能反射和吸收模型的研究。”戈达德的TSIS-1项目科学家吴董（Dong Wu）说。 他们发现，当他们使用新的数据时，与使用旧的太阳数据相比，该模型在冰和水吸收和反映的能量方面显示出统计上的显著差异。该团队运行了名为社区地球系统模型（CESM2）的模型两次：一次是使用18个月期间平均的TSIS-1新数据，另一次是使用基于NASA退役的太阳辐射和气候实验（SORCE）数据的旧的、重建的平均值。 研究小组发现，与SORCE重建的旧模型相比，TSIS-1的数据在可见光波长中存在更多的能量，而在近红外波长中的能量较少。这些差异意味着，在TSIS-1运行中，海冰吸收的能量更少，反射的能量更多，因此极地温度降低了0.5到1.3华氏度，夏季海冰的覆盖面积增加了约2.5%。 “我们想知道新的观测数据与以前的模型研究中使用的观测数据如何比较，以及这如何影响我们对气候的看法，”主要作者敬宪文（Xianwen Jing）博士说，他作为密歇根大学气候与空间科学和工程系的博士后学者进行了这项研究。“如果可见波段的能量较多，近红外波段的能量较少，这将影响表面吸收的能量的多少。这可以影响海冰的增减，以及高纬度地区的寒冷程度。” 黄说，这告诉我们，除了监测太阳总辐照度之外，我们还需要密切关注光谱。虽然更准确的SSI信息不会改变气候变化的大局，但它可能帮助建模者更好地模拟不同波长的能量如何影响气候过程，如冰的行为和大气化学。 这组作者警告说，即使新的数据使极地气候看起来有所不同，但在科学家能够利用它来预测未来的气候变化之前，仍有更多的步骤要做。该团队的下一步工作包括调查TSIS数据如何影响低纬度的模型，以及在未来继续观测，以了解SSI在整个太阳周期中的变化。 了解更多关于太阳能如何与地球表面和系统相互作用的信息——在所有波长——将为科学家提供更多和更好的信息，以模拟现在和未来的气候。在TSIS-1和它的继任者TSIS-2的帮助下（将于2023年发射升空），NASA正在揭示地球的能量平衡及其变化方式。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/new-nasa-data-sheds-sun-light-on-climate-models

国际尖端的SWOT卫星探测全球水资源

国际尖端的SWOT卫星探测全球水资源

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项目主管帕拉吉·瓦兹站（Parage Vaze）在正在组装SWOT卫星的JPL洁净室中。该航天器将帮助研究人员调查地球表面水的数量和分布，包括湖泊和河流中的淡水，以及海洋。 影像来源：美国宇航局/JPL-加州理工学院 那么，地表水和海洋地形图任务究竟是如何测量地球上的湖泊、河流和海洋中的流动情况的呢？一位非常忙碌的项目经理解释道。 有多少水在地球的湖泊、河流和海洋中流动？这个数字又是如何随时间变化的？即将到来的地表水和海洋地形（SWOT）任务计划找出答案。这颗SUV大小的卫星的目标发射日期是2022年底，它将测量地球上的水的高度。SWOT将帮助研究人员了解和跟踪世界各地的水（一种有限的资源）的数量和位置，成为NASA对地球表面水的第一次真正的全球调查。 这些数据将有助于监测洪泛区和湿地的变化，测量有多少淡水流入和流出地球的湖泊和河流并返回海洋，并以前所未有的规模跟踪海平面的区域变化。它将提供关于小型洋流的信息，支持受潮汐、海流、风暴潮、泥沙运输和水质问题影响的实时海洋行动。而SWOT收集的信息也将首次提供全球观测证据，证明被称为涡流的环流如何影响海洋的变化，比如海洋的能量和热量储存，以及碳如何在海洋环境中移动。 但在完成所有这些任务之前，工程师和技术人员需要完成航天器的建造。将为这颗巨大的卫星携带科学仪器的有效载荷正在南加州美国宇航局喷气推进实验室的洁净室中成形，那里正在进行严格的测试。然后在6月下旬，它将前往法国，在那里来自法国国家空间研究中心（CNES）的工程师和技术人员，他们的主要承包商泰利斯阿莱尼亚航天公司（Thales Alenia space）和喷气推进实验室将完成建造，并准备将卫星运往加州范登堡空军基地的发射场。 喷气推进实验室项目经理帕拉格·瓦兹(Parag vazy，发音为vah-zay)是确保与法国国家科学研究中心(CNES)同行蒂埃里·拉丰（Thierry Lafon）交接顺利进行的关键。作为一名训练有素的工程师，瓦兹已经在喷气推进实验室从事地球卫星任务25年了。他是几个测量海平面任务的项目经理，包括杰森-2、杰森-3和哨兵-6 迈克尔·弗莱利希卫星，该卫星于去年11月发射到近地轨道，当时SWOT正在喷气推进实验室进行组装。 SWOT是一个有着远大抱负和严格时间表的大卫星。瓦兹坐下来回答关于未来重要工作的问题。 这幅SWOT航天器的模拟图显示了卫星两侧的两根天线，以及大型太阳能电池板。这颗卫星将向研究人员提供关于地球地表水的数量和分布的大量信息——每天大约1TB的数据。 影像来源：美国宇航局/JPL-加州理工学院 SWOT最吸引你的是什么？ 我觉得这次任务中淡水的部分最吸引我。海洋科学对于了解中长期气候变化和海平面上升对地球的影响至关重要。但我来自印度，我亲眼看到了人们为获得清洁淡水的困难。我从心底里相信，这将是下个世纪的挑战——甚至比寻找石油和能源替代品更重要。 SWOT将如何帮助应对这一挑战？ 首先，理解一个问题需要信息。地球上有数以百万计的湖泊和河流是良好的淡水来源，但我们没有任何关于它们的真正一致的信息。人们所拥有的大部分信息来自于人口密集地区的地面仪器。 能够持续地测量这些不仅在人口密集地区，而且在其他没有被测量地区的湖泊和河流，将有助于科学研究。而且它还可以帮助寻找额外的淡水资源。SWOT将收集全球各地水域的信息，这些信息将免费提供给所有有需要的人。 SWOT将提供关于地球表面水的令人难以置信的高分辨率数据。它将使用什么工具来做到这一点？ 我们有主要仪器——新型Ka波段雷达干涉仪[KaRIn]。它将雷达脉冲反射到水面上，同时用两个不同的天线接收返回的信号。这使我们能够三角测量水面的高度。这是一种高分辨率雷达，能够“看到”地球表面的河流和其他小型水体。在卫星两侧伸出约16英尺（5米）的天线，可以让卫星的探测范围覆盖天线两侧约30英里(50公里)的地球表面。 还有一个高度计可以垂直向下测量海洋表面的高度。这个仪器类似于我们在杰森-3和哨兵-6迈克尔·弗莱利希卫星上的高度计。我们拥有这种更传统的仪器，可以与KaRIn数据进行交叉验证。 我们还有一个辐射计。大气中的水汽会影响来自高度计或KaRIn的雷达脉冲的传播，这可能会影响表面高度的测量。辐射计可以让我们通过测量卫星和地球表面之间的水蒸气量来校正这一误差。 然后我们有一些精确的轨道定位仪器——包括一个全球定位系统——告诉我们卫星在太空中的地理位置。这就是卫星携带的科学仪器。 听起来卫星会产生大量的信息，SWOT将如何处理这些海量数据? 我们试图一天24小时，一周7天收集数据。所以总的来说，我们计划每天下行1TB的数据。我们需要增加一些有效载荷来处理所有这些信息。我们正在进行机载处理——不仅仅是压缩，而是对海洋数据进行实际处理——以帮助和管理卫星将海量数据发回给我们。我们还有一个独特的X波段下行链路系统，它的传输速度可达620Mbps以上。 建造这样一颗卫星需要多少工作? 在2010年左右，SWOT开始成为现实，此后，在美国和欧洲工作的工程师和科学家增加到数百人，其中一些人在这个项目上投入了他们职业生涯中的重要部分。这些团队必须经历许多尖端的开发挑战，不仅是在卫星上，而且在地面系统和算法上。 你所从事的许多任务都是与国际合作伙伴一起进行的。这一次包括CNES以及加拿大航天局和英国航天局。为什么这种合作是你工作的重要组成部分？ 规划、执行和资助这些类型的任务真的是一个巨大的努力，它需要承诺和信任。我们之所以成功，是因为我们可以分担负担和风险。我们之所以能够做到这一点，是因为全球各地都表达了对这些卫星所收集的各类信息的需求。他们将帮助解决的问题是全球性的问题，而不仅仅是那些只发生在北美、欧洲或非洲等地的问题。 这项任务有什么让你夜不能寐？ 什么都有，也没有。每天都有无数不同的挑战，其中许多是我无法预见的，即使有多年的经验。但是，我能够睡得着，因为我知道我们有非常有才华和敬业的人一起工作，以克服我们面临的任何困难。 关于该任务的更多信息 SWOT是由NASA和CNES联合开发，加拿大航天局（CSA）和英国航天局（UKSA）也有贡献。喷气推进实验室由位于加州帕萨迪纳的加州理工学院为NASA管理，领导着该项目的美国部分。对于飞行系统，NASA提供Ka波段雷达干涉仪（KaRIn），一个GPS科学接收器，一个激光逆反射器和一个双波束微波辐射仪。法国国家空间研究中心（CNES）提供多普勒轨道摄影和卫星辐射定位综合系统（DORIS）、天底高度计和KaRIn射频子系统（由英国航天局提供支持）。提供KaRIn大功率发射器组件。NASA正在提供相关的发射服务。 要了解更多关于这项任务的信息，请访问。 https://swot.jpl.nasa.gov/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/international-cutting-edge-swot-satellite-to-survey-the-world-s-water

阿波罗11号：地球、月球与太空舱

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2021年05月03日 Apollo 11: Earth, Moon, Spaceship Image Credit: NASA, Apollo 11; Restoration – Toby Ord Explanation: After the most famous voyage of modern times, it was time to go home. After proving that humanity has the ability to go beyond the confines of planet Earth, the first humans to walk on another world — Neil Armstrong and Buzz Aldrin — flew the ascent stage of their Lunar Module back to meet Michael Collins in the moon-orbiting Command and Service Module. Pictured here on 1969 July 21 and recently digitally restored, the ascending spaceship was captured by Collins making its approach, with the Moon below, and Earth far in the distance. The smooth, dark area on the lunar surface is Mare Smythii located just below the…

阿波罗17号：蛾眉相的地球

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2021年04月29日 Apollo 17: The Crescent Earth Image Credit: Apollo 17, NASA; Restoration – Toby Ord Explanation: Our fair planet sports a curved, sunlit crescent against the black backdrop of space in this stunning photograph. From the unfamiliar perspective, the Earth is small and, like a telescopic image of a distant planet, the entire horizon is completely within the field of view. Enjoyed by crews on board the International Space Station, only much closer views of the planet are possible from low Earth orbit. Orbiting the planet once every 90 minutes, a spectacle of clouds, oceans, and continents scrolls beneath them with the partial arc of the planet’s edge in the distance. But this digitally restored image presents a view so far only achieved by 24…