關於湖北封城前後的變化,夜間衛星影像可以告訴我們些什麼?

2020-07-02 天文在線

地球夜間衛星影像固然美麗,但它同樣有著更為重要且實際的用途。在一片漆黑的夜晚,城市、高速公路與其他基礎設施所散發出的光同樣標誌著人類文明的擴散程度。而對一些研究者而言,這些光芒不僅僅向太空訴說著我們的位置,它們也同樣散播著我們的生活方式。

關於湖北封城前後的變化,夜間衛星影像可以告訴我們些什麼?

一組來自美國NASA戈達德太空飛行中心(GSFC)的科學家與大學空間研究協會(USRA)共同發現了近期中國湖北省商業與公共運輸的停擺。美國國務院也發表聲明說明:為了應對新冠肺炎,中國政府已經叫停了湖北省的空中、陸地、鐵路交通,並且在一月末對此省其他領域也實施了嚴控政策。

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一個研究團體常年以來一直在分析地球夜間衛星影像,並試圖解密一些地區的能量使用情況、交通狀況、人口遷徙以及其他可能的經濟或社會活動。下圖的衛星影像揭示了2020年1月19日至2020年2月4日期間,武漢的夜間燈光變化情況。『G』與『S』標識了有很明顯變化的高速公路路段。

關於湖北封城前後的變化,夜間衛星影像可以告訴我們些什麼?

圖1:上圖為2020年2月4日,下圖為2020月1月19日所拍攝的湖北省影像資料。Earthobservatory

這些照片是在擁有六千萬人口的湖北省經濟、交通、娛樂活動被叫停前後捕獲的。在圖中,我們可以看到,高速公路與都市圈燈光在停擺之後顯著地變暗了。在下圖這張更詳細的影像中,我們特別關注了江漢區的一個商圈以及周圍的住宅區。

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圖2:左圖為2020年1月19日武漢封城之前拍攝的江漢區某商圈,右圖為2020年2月4日武漢封城之後拍攝。Earthobservatory

『燈光為我們提供了一個不一樣的視角來審視人類聚居區。我們看到的,不僅僅只是道路本身的存在;還能得知這些道路上是否有車輛穿行,我們實際看到的是人類的活動。』來自大學空間研究協會(USRA)的明格爾羅曼說道。數年以來,羅曼的團隊都在致力於研究新的工具與技術用以提高對夜間燈光信號的收集效率,再從這些信號中發現人類活動與其內在的聯繫。

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『我們一直都在從這些燈光中學習人類城市是如何成長與改變的。』羅曼說道,『比如說,它們是否會變得更加適宜人類的生存?它們如何消耗能量?亦或是人們在什麼時候會用怎樣的方式去往某個地方以及其背後的原因,夜間燈光在一定程度上可以輔助我們回答這些問題,因為城市化不僅僅與地域相關; 它更是一種社會經濟、人口和土地使用共同造成的現象。』

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本文章中圖像的數據來源由索米國家極地軌道夥伴衛星(Suomi NPP)上的可見光與紅外線成像輻射計套件(VIIRS)捕捉,之後經由GSFC與USRA的科學家們處理得到。VIIRS擁有一個低光傳感器,並可以測量光的發射和反射。此功能讓我們能夠使區分燈光的強度、類型和源頭並觀察它們如何變化 。

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精度對於夜間燈光的研究也至關重要。未經處理的原始圖像可能會造成解讀的困難,因為月光、雲、汙染、積雪、季節性植被(甚至衛星的位置)都能改變光線的反射方式,從而使我們無法觀測人為燈光的原本面貌。本文章中的幾對圖像是分別相隔16晚捕獲的,這點非常重要,因為Suomi NPP在這兩個晚上都從完全相同的角度觀察了這座城市。(衛星每16天重複一次軌道模式)。研究小組還校準了測量值,以考慮景觀、大氣和月球相位的變化。幸運的是,這兩個晚上都相對沒有雲,這在地球的中緯度地區並不常見。

GSFC的城市化和全球變化科學家埃莉諾·斯託克斯說:&34;

作者: Michael Carlowicz.

FY: 神靈之踹

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