欲拯救地球的19种方法，NASA正在尝试进行中

提及美国国家航空航天愁抉痊歪局（NASA）时，大多数人会想到太空和地外之外的宇宙世界。NASA让人联橇秆苡螳想到人类在太空、月球或火箭上的形象。从科学的角度来看，人们也会想到遥远宇宙中的恒星、星云和星系，以及太阳系内外的行星。NASA主要有四个科学目标：天体物理学、行星科学、太阳物理学和地球科学。世界地球日属于地球科学的范畴。

雷击和人类活动是地球上野火发生的两个主要原因，每一个火灾季节野火会蔓延到数千英亩的地方。利用太空，我们可以用一种更高级的方式来监控环境和火灾的发生情况。图片：National Wildfire Coordinating Group

随着科学的发展，人类仍然不能完全了解地球的复杂系统。地球的大气层、表面、水体、冰川、生物圈都以复杂的方式进行着相互作用，因此也就形成了一个单连通系统。当地球为自然因素或人为因素发生变化时，我们只有一个希望：科学地研究系统进而制定最佳的行动路线。只有对地球科学有所认识，并且了解这些相互关联的部分是如何对自然和人类产生影响，才能成功地预测气候、天气和其他自然威胁和危害何时发生。

2001—2002蓝色星球合成图像是由美国宇航局的中分辨率成像光谱辐射计（MODIS）数据构成。 图片：NASA

这就是为什么在接下来的几年里，NASA地球科学部门将全部资金投入到它所计划的19个即将到来任务中。没有什么能比研究系统的准确信息重要，在这种情况下，系统就是我们赖以生存地球。以下是必须确保按照计划进行的任务——如果人类希望了解相关事实，就请不要把资金投入到政治游戏中去：

No1、ASCENDS：主动检测夜晚、白天和季节中二氧化碳的排放量。这项任务是在全球范围内测量大气中的二氧化碳排放量，这一测量不受季节、纬度、昼/夜，以及空气压力和温度的影响。该仪器可以作为独立的任务飞行器，也可以作为更大的地球观测站组成部分。

No2、CLARREO：气候绝对辐射和折射观测站，这项长期任务将会监测地球的各种辐射特性，包括反射的太阳光，进而更好地了解和量化地球气候及其变化特征。这将成为历史上最准确可信的气候记录，探路者任务将在2021年的时间框架内发射到国际空间站。

在环绕地球轨道上完成和有效利用JPSS天文台是一项杰作。图片：NASA / NOAA

No7、JPSS-2：联合极地卫星系统，它每天在其灵活的极地轨道上覆盖整个地球两次，从而获得全球天气和气候现象信息。这对于减灾来说是最重要的一种手段，例如：如果我们在2005年运行了这个系统，就可以提前对卡特丽娜飓风做出的预测。现今运行的JPSS-1是人类有史以来最伟大的气象工具。其覆盖率依赖于后续的JPSS卫星持续发展和发射，大约每五年就会发射一个这样的卫星。

No8、LATSAT-9：高质量全球陆地成像卫星是了解地球世界的最重要工具之一。自20世纪70年代初，Landsat计划一直在提供这些图像，而Landsat 9作为美国可持续陆地成像计划的一部分，将在2020年发射后，卫星将会继续处于不可替代的位置。没有这个计划，将无法对土地的用途作出充分的决定。

No9、MetOp-C, POES的一部分：极地运行环境卫星，是ESA和NASA的合资项目，不久将推出的MetOp-B继任者，其中包括由NASA/NOAA提供的五种仪器。仪器用途是测量反射的太阳能、辐射热能、地球辐射带强度、海洋表面温度、大气臭氧、云层高度和覆盖范围，以及大气层的水蒸气剖面等等。这将是其系列中的第三颗卫星（A和B之后），目的是为了维持已有的覆盖率。

No10、NAAMES：北大西洋气溶胶和海洋生态系统研究。是什么控制着海洋的运行？海洋如何影响大气气溶胶、短寿命物质、云和气候？船舶、飞机、卫星和原位海洋传感器可以帮助回答这些问题。NAAMES可以帮助人类更好地了解如何管理海洋，如何评估和预测生态系统的变化。

这个信息图表描绘了美国宇航局观测到云层上的气溶胶上及其相互作用。Oracle的总体科学目标是了解云和烟雾相互作用的程度以及烟雾粒子作为云滴原子核的程度。为了实现这一目标，研究飞机将测量烟雾和云层，卫星将对烟雾和云层进行广泛的卫星测绘。图片：NASA

No14、ORACLES：观察云层之上的气溶胶和它们之间的相互作用。ORACLES可以说是有史以来最糟糕的首字母缩写词，但它是衡量人类污染的重要组成部分：特别是非洲地区的燃烧生物量。这些从燃烧生物质中产生的气溶胶将会在大西洋的云盖上运输和积累。气候模型中气溶胶云相互作用过程是全球最不确定的。

No15、PACE：浮游生物，气溶胶，云，卫星海洋生态系统，总体的科学目标是更好地了解海洋和大气交换二氧化碳的方式，同时也将揭示气溶胶是如何促进海洋表层浮游植物的生长。此外，它还将确定藻类繁殖范围和持续时间，并绘制出各种类型海洋叶绿素的分布图。随着美国宇航局观测程度加深，它有望更好地了解地球生物圈和气候的关键组成部分。

No16、SWOT：地表水和海洋地形卫星，是由美国、法国、英国和加拿大合资项目，将覆盖全球河流、湖泊、水库以及海洋获取重要信息。全覆盖一次需要11天，这标志着第一次从太空角度对地球淡水进行全面地的监测。它将于2021年发射，并将把海洋图像的分辨率提高到目前最好卫星分辨率的10倍。

No17、TEMPO：监测对流层的污染排放，将于2019年地球同步通信卫星上发射。TEMPO将在每小时和高空间分辨率下测量整个北美的污染情况。它的任务是收集有关臭氧、二氧化氮和其他污染物的信息，所有这些都以改善空气质量预报为目标，并且将达到前所未有的水平。

正确校准卫星数据，以及最近2016年的温度数据，表明了气候预测和观测结果是完全一致的。但是，更优越精确数据总是受欢迎的，因为数据在我们的认知中起到了很大的推动作用。图片：HadCRUT4.5, Cowtan & Way, NASA GISTEMP, NOAA GlobalTemp, BEST, via Ed Hawkins at Climate Lab Book

适应一个不断变化的世界，关键是利用最好的工具和信息。这意味着要关注人为因素和自然因素对地球的影响，并利用现有的最佳数据来促使我们做出正确的应对策略。这19个未来的任务代表了美国宇航局地球科学短期和中期目标，每一个任务目前都在不断前进，只要未来没有意外发生，这些任务将一直持续下去。

世界地球日，不只是为了纪念地球，也提醒人类不要忽略了它。记住我们正在做的事情，了解我们的世界，以及为什么它是有价值的。这个星球是唯一的，我们要成为它的守护者。如果没有质量的科学信息来做出正确的决策，从全球的角度来看，人类只不过是动物而已，何谈高等智慧生命？

博科园-科学科普｜文：Ethan Siegel/Forbes Science/S.W.A.B