NASA数据用于全世界农作物预测【澳门新葡亰app平台】,美发出土壤水分监测卫星

“美国农业部进行全球范围的作物预测工作,其中一个主要信息是土壤的含水量。”戈达德太空飞行中心科学家Iliana
Mladenova说。

本报讯
在全球范围内,土壤保持着地球的一小部分水分。然而这些水分在水、碳和能量的循环过程中依然是一个至关重要的方面:它决定了一个地区对于干旱及洪涝的敏感程度,决定了植物能否很好地生长并吸收大气中的碳,同时还决定了地球的升温与冷却——这是暴风的一个关键驱动因素。然而在大多数情况下,土壤水分的监测一直依赖于稀疏设置在地面上的探测器。美国剑桥市麻省理工学院水文学家Dara
Entekhabi表示:“在一个气候模型中对3个最大循环进行模拟曾完全是一种幻想。”

澳门新葡亰app平台 1

来自SMAP的数据将有助于改善美国农业部的干旱预报能力,同时对美国国家气象局的洪水预警提供指导。

NASA数据用于全球作物预测

SMAP是美国地球科学家承担的一项高优先级任务,该任务将在每2到3天、以10公里的分辨率生成一个土壤水分的全球地图,从而有助于提高天气预报、洪水预警和干旱监测的准确率。

这些土壤湿度状况以及分析数据的工具,也可以在谷歌地球引擎上使用。研究人员、非营利组织、资源管理者和其他人可以访问最新的数据以及存档信息。

然而于1月29日发射升空的美国宇航局的土壤水分活动探测器——一枚价值9.16亿美元的人造卫星——将使这一切发生改变。

美国宇航局首颗致力于测量土壤含水量的卫星的数据,现在被美国农业部用于监测全球农田并进行商品预测。

NASA的SMAP项目将对地球土壤湿度进行监测。图片来源:NASA/JPL

现在,美国农业部正在将SMAP测量的土壤水分直接导入作物探测网站,这使得分析师能够更好地预测土壤中哪些地方的水可能太少或太多,以支持农作物生长。

与此同时,科学家仍有很多问题需要回答。例如,土壤水分如何对暴雨的运行机制产生影响?风暴需要大气与对流中的水分相结合,从而驱动暴风云的抬升。来自潮湿土壤的水分蒸发会导致一种被称为回收降水的现象,但这里还有一个负面的反馈,因为蒸发会冷却地球,进而抑制驱动对流所需的热量。

土壤湿度主—被动探测卫星任务于2015年启动,用于帮助绘制全球土壤含水量图。现在,美国宇航局戈达德太空飞行中心的一个团队开发了一些工具,SMAP的土壤水分数据正被纳入美国农业部的作物探测(Crop
Explorer)网站,该网站报道区域内干旱、洪水和作物预测,是土壤湿度、温度、降水、植被健康等全球作物生长状况的信息中心。

Entekhabi指出,风暴可能在10公里的长度尺度下交替需要干燥与潮湿的土壤——
一个用来增加大气湿度,另一个用来增加对流能量,而SMAP所具有的分辨率正好可以用来验证这一想法。

十多年来,美国农业部作物探测网站陆续将来自卫星的土壤水分数据纳入其中。它开始于NASA
Aqua卫星上的AMSR-E,但该仪器在2011年末停止了数据收集。欧洲航天局SMOS卫星采集的土壤水分信息也被纳入美国农业部的一些产品中。

《中国科学报》 (2015-02-02 第2版 国际)

SMAP采集的5月16~18日数据的绘图。

这颗卫星看起来像是科幻小说中描述的一个奇妙装置——在一个像套索般的长长吊杆的顶部旋转着一个直径6米的碟形天线。

“我们需要对全球农作物进行了解、监测和预测。”戈达德太空飞行中心的科学家John
Bolten说,“SMAP是NASA首个研究土壤湿度的卫星任务,这是应用这些数据的一种非常简单的方法。”

美发射土壤水分监测卫星 有助提高天气预报、洪水预警和干旱监测准确率

每3天覆盖一次全球,SMAP可以提供对全球作物生产力评估和预测至关重要的土壤水分状况的及时更新。来自SMAP的新的高质量的数据导入将有助于填补土壤水分信息的关键空白。

据介绍,当人造卫星到达预定轨道后,吊杆将伸长,同时碟形天线也将完全展开。这架碟形天线由镀金的钼带制成,其作用相当于人造卫星上两个装置——
一个雷达和一个辐射计——的反射器。该雷达能够自主工作,即随着向碟形天线发射的脉冲被弹回地球,进而监测来自地面的反射。

“如果你有更好的土壤水分数据和异常信息,你就能预测干旱的发生和发展。”Mladenova说。

荷兰诺德维克市欧洲空间研究与技术中心项目科学家Matthias
Drusch表示,目前,来自SMOS的数据已经被并入加拿大气象局和欧洲中期天气预报中心的天气预报当中。他说:“通常来说,这些数据并不关注土壤中的水分。”

全球农业生产力的变化产生巨大的经济、社会和人道主义影响。这些新的SMAP数据的使用者中,就有美国农业部的地区作物分析师,他们需要准确的土壤水分信息来更好地监测和预测这些变化。

与辐射计相比,雷达具有更高的分辨率,但却很难穿透植物,而前者能够探测到由土壤自身释放的辐射——尽管其分辨率较低,但受到的干扰也相对较少。

结合降水和温度观测,美国农业部利用计算机模型间接计算土壤湿度。然而,这种方法在缺乏高质量、基于地面仪器的地区容易出错。

作为这一项目的科学团队负责人,Entekhabi表示:“这是人们从光学遥感观测的初期便开始追求的一个重要目标。”

信息的时机也很重要,她补充说,如果在一季的早期出现短暂干旱期,可能不会影响作物的总产量;但如果在作物生长关键期出现长时间干旱,那么作物不太可能从干旱中恢复。

澳门新葡亰app平台 2

《中国科学报》 (2018-06-13 第6版 科研)

据悉,该卫星于当天在加利福尼亚州范登堡空军基地由德尔塔2型火箭发射升空。

总的来看,SMAP装载的两件设备与欧洲空间局的土壤水分和海洋盐分人造卫星相比是一个巨大的进步,后者于2009年发射升空,并且只携带了一个辐射计。

但Drusch指出,SMOS的分辨率是相当粗糙的30公里至50公里,并且SMOS团队同时很难消除来自军用和民用雷达的干扰。为了避免这个问题,SMAP则采用了监听一些窄无线电频带的方式。其中一些频带可能受到无线电干扰,但不太可能出现所有频带在任何时段都被干扰的情况。

相关文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注