全球地表覆蓋變化監測動態
新冠疫情下廢棄的威尼斯瀉湖
美國NASA監測全球應對COVID-19的環境信號
新型冠狀病毒肺炎對中國的二氧化氮的影響
美國NASA資助四個研究新冠病毒影響的項目
新冠疫情下廢棄的威尼斯瀉湖
義大利政府於2020年3月9日對全國實行封鎖，從而大幅度減少了威尼斯的船隻（包括水上巴士以及遊輪）航行。從哥白尼哨兵2號（Sentinel-2）所捕獲的影像可以看出，在義大利為限制新型冠狀病毒疫情的傳播的各項舉措下，威尼斯著名水路的船隻交通明顯減少。下圖影像分別拍攝於2020年4月13日和2019年4月19日，圖像對比可看出船隻通行銳減。與去年相比，大運河和朱代卡島海峽幾乎空了，從威尼斯到穆拉諾島的交通似乎已不存在。據義大利新聞社（ANSA）稱，復活節期間威尼斯的街道與運河幾乎保持空置—只有警員在街道與水路巡邏。同時，封鎖導致整個歐洲的空氣汙染急劇下降，尤其是在羅馬和義大利北部的波谷。
圖1 2019年與2020年威尼斯瀉湖哥白尼哨兵2號影像對比圖
關於哥白尼哨兵
哥白尼哨兵是一組由歐盟所有的專用衛星，旨在提供豐富的數據和圖像，這些數據和圖像對於歐盟的哥白尼環境計劃至關重要。歐盟委員會牽頭並協調該計劃，以改善環境管理和保護生命。歐洲航天局（ESA）負責空間部分，代表歐洲聯盟負責開發Copernicus Sentinel衛星系列，並確保哥白尼Copernicus服務的數據流，而哥白尼哨兵（Copernicus Sentinels）的業務已委託給歐空局（ESA）和歐洲氣象衛星組織（EUMETSAT）。
原文及圖片：
http://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth
美國NASA監測全球應對COVID-19的環境信號
新型冠狀病毒（COVID-19）疫情期間，美國航天局（NASA）的地球觀測衛星編隊一直在持續運轉、收集關鍵觀測數據以了解地球由於新冠疫情的限制而產生的反應。NASA遠程收集和分析全球範圍內的衛星和地面數據，通過分析現有的長時序數據並資助相關前沿研究來幫助描繪和理解全球環境信號。
持續觀測夜間地球空氣品質有助於提供直接實例，闡明地球系統如何應對人類行為變化。在太空，美國宇航局（NASA）「Aura」衛星上的臭氧監測儀(OMI)和歐洲航天局(ESA)「Sentinel-5P」衛星上的對流層監測儀(TROPOMI)提供了因人類居家避難而導致的全球二氧化氮(NO2)水平迅速下降的影像支撐數據。
圖1. 美國東北部空氣汙染，特別是對流層二氧化氮(NO2)由於COVID-19反應的減少。
（圖片來源:NASA /科學可視化工作室）
OMI自2004年首次發射以來持續測量空氣汙染物二氧化氮（NO2）總濃度。此外，美國航天局（NASA）與美國海洋和大氣管理局(NOAA)聯合發射的 Suomi NPP衛星的可見紅外成像輻射計（Visible Infrared Imaging Radiometer Suite，VIIRS）也正持續進行觀測。該星自2011年以來長期觀測地球夜光，以幫助支持短期天氣預報、災難響應及其他應用程式，並為全球人類活動中的最新變化提供了寶貴見解。上述衛星與NASA全球地球觀測衛星編隊的其他成員以及半自主地面傳感器網絡測量等一起，繼續觀測著地球上不斷變化的空氣、陸地、海洋、冰和水。
NASA現有數據集也被用於幫助理解COVID-19的傳播。例如，美國航天局社會經濟數據和應用中心(SEDAC)發布了一種新的交互式地圖工具，將全球年齡和性別數據與美國約翰霍普金斯大學醫學冠狀病毒資源中心關於COVID-19傳播的最新數據進行可視化。這一免費工具對於那些無法獲得空間人口數據的國家可能大有作用。另外，對地觀測組織(GEO)中有一名為「健康社區實踐」的組織（Health Community of Practice），是一個基於全球網絡,專門使用環境觀測數據來支撐和改善各級衛生決策的組織。NASA作為其主席成員，正在該組織框架下與各相關方共享研究、應用和活動進展與成果，以不斷增進人類對於COVID-19傳播和影響的認識。隨著2019冠狀病毒病使地面數據收集面臨風險，衛星信息變得更加重要。NASA還與美國農業部合作，支持使用遙感信息來評估作物產量，這一信息對於評估國家糧食供應和糧食政策，確保在新冠大流行期間國家糧食供應至關重要。
全球應對COVID-19所產生的其他地球信號仍有待發現。為此，NASA正在通過以下途徑推進研究：一是資助新的科學研究，並擴大現有項目；二是接受新的研究建議，快速響應地球科學新型研究。三是繼續利用現的夥伴關係，促進新的夥伴關係。
原文及圖片來源：
https://www.nasa.gov/feature/nasa-monitors-environmental-signals-from-global-response-to-covid-19
新型冠狀病毒肺炎對中國的二氧化氮的影響
圖1. 新型冠狀病毒肺炎期間中國的二氧化氮濃度圖
2020年3月19日，歐洲航天局利用哥白尼哨兵5P衛星上的Tropomi儀器監測數據得出，中國湖北省爆發新型冠狀病毒後，中國停止了日常活動，關閉工廠，導致1月下旬至2月下旬中國所有主要城市的二氧化氮濃度（由發電廠，工業設施和車輛釋放的二氧化氮濃度）大大降低。濃度的下降也與農曆新年相吻合，每年通常都會看到類似的下降。
哥白尼大氣監測局（CAMS）觀察到，與前三年相比，2020年2月細顆粒物（最重要的空氣汙染物之一）減少了。通過將衛星觀測結果與詳細的大氣層計算機模型相結合，他們的研究表明，在中國大部分地區，地表顆粒物減少了約20-30％。利用哥白尼Sentinel-5P衛星的數據，可以獲得從2019年12月20日到2020年3月16日的二氧化氮濃度，通過10天的移動平均值發現，1月下旬濃度下降明顯，與全國檢疫相吻合，從3月初開始，二氧化氮水平開始增加。最近的數據顯示，義大利北部的空氣汙染有所減少，與此同時，全國範圍內也採取了封鎖措施以防止冠狀病毒（COVID-19）傳播。
哥白尼Sentinel-5（也稱為Sentinel-5P）是當今在軌的7顆哥白尼衛星之一。它提供了對來自太空的二氧化氮和其他微量氣體的最精確測量，致力於通過測量多種微量氣體和氣溶膠來監控空氣汙染。
歐空局研究人員認為，由於二氧化氮主要由交通和工廠生產，因此它是全球工業活動的一級指標。顯而易見的是，由於COVID-19限制以及1月的農曆新年，導致活動減少，導致中國的二氧化氮水平大幅下降。二氧化氮濃度降低的一部分歸因於冠狀病毒的影響。目前，與中國城市相比，歐洲的減排量約為40％，但這只是粗略的估算，因為天氣也會對排放造成影響。歐空局還將進行詳細的科學分析，在接下來的幾個月內提供更多見解和量化結果。
原文及圖片來源：
http://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-5P/COVID-19_nitrogen_dioxide_over_China
美國NASA資助四個研究新冠病毒影響的項目
近日，美國宇航局（NASA）的地球科學部正在支持科學界調查這種新冠病毒疫情所帶來的諸多變化。通過其「快速反應和地球科學新研究（RRNES）計劃」，該機構為選定的快速周轉的項目提供資金支持，這些項目創新地利用衛星數據和其他NASA資源，以解決疫情對環境、經濟和社會的不同影響。該機構最近資助了以下四個RRNES項目：
一、探索城市空氣品質的不均衡增長
道路上客車的急劇減少導致許多城市地區的空氣汙染水平下降，尤其是二氧化氮（NO2）。但是，對衛星數據的初步分析表明，全球各城市在其鎖定期內NO2濃度的下降並不一致。例如，與美國許多城市相比，中國和義大利的城市的汙染減少程度似乎更大、更突出。項目結合衛星遙感與天氣、交通量和其他數據，闡明為什麼我們看到了新冠病毒封鎖對全球不同城市的空氣品質產生不一致的影響。在新冠病毒危機期間，空氣汙染水平的準確信息對保護公眾健康至關重要。項目還將通過加強對如何設計交通政策以最有效和最高效地改善空氣品質的理解，來長期改善公共衛生。
二、減少空氣汙染對大氣的影響
儘管衛星觀測到包括二氧化氮在內的某些類型的空氣汙染已在全球範圍內減少，但仍有待觀察的是有害排放的減少將持續多久，以及這些變化對未來大氣化學的影響。項目組正在制定一個流程，為科學家和利益相關方提供一種有效監控二者的方法。通過使用結合了衛星和氣象數據的新數據驅動框架，將使NASA衛星資源更進一步發揮作用，以量化排放量的減少及其對空氣品質化學的影響。計劃將研究重點放在三個處於疫情不同階段的地區，包括中國江漢平原（包括武漢）、義大利波谷和美國加利福尼亞南部汙染地區，這些地區一直遵循不同的法規和政策以控制疫情，重點研究這三個區域的氮氧化物。並將已建立的框架快速用於其他區域和時間段，快速共享該項目生成的結果、算法和數據，從而追蹤氣體變化。
三、空氣汙染與水質的聯繫
進入空氣的物質也會影響地球系統的其他部分，例如水質。項目組正在研究這種聯繫，以確定與新冠病毒相關的空氣汙染下降可能會對紐約附近長島灣的沿海水質的影響。針對新冠病毒疫情的社會經濟政策的反應已導致全球大氣氮汙染急劇下降。然而，對大氣中沉積氮的影響以及沿海水生生態系統的變化仍然未知。項目利用地面和衛星平臺的新測量數據來獲取大氣和水質狀況的變化，將有助於填補我們的認知空白，認識營養物和汙染物的空氣-水交換，以及它們與環境法規、社會經濟政策對策和決策的相互影響。
四、消除（夜間）疫情的經濟影響
除環境變化外，抑制新冠病毒傳播的措施還導致人類活動和全球活動發生重大變化。項目組正在使用衛星夜間光數據來幫助評估這場危機對能源使用、運輸、遷移等當地和全球社會和經濟的影響，以及控制病毒傳播所採取的遏制措施的有效性，例如居家限制令。
項目組將使用可提供每日來自衛星的夜間光數據的NASA「黑色大理石」（Black Marble） 產品套件，以及人口、城市基礎設施和當地疫情的應對信息，來開發新冠病毒地圖和數據產品，能夠從街道到全球幾乎實時地跟蹤這些反應。通過在精細空間尺度上使用NASA「黑大理石」產品跟蹤反應，例如在子社區級別，還試圖增進對不同城市化程度和監管水平的城市以及整個大都市地區對限制措施的反應的理解。該信息可向負責監督本次及今後疫情的利益相關方提供具體的疫情程度、持續時間以及恢復情況。
註：自2012年1月以來，NASA每日提供黑色大理石夜間照明產品套件（VNP46）產品，解析度為500米，其數據來自索米國家極地軌道平臺（SNPP）上的可見紅外成像輻射計套件（VIIRS）日/夜波段（DNB）。（註解摘自網絡）
原文來源：
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasa-funds-four-research-projects-on-covid-19-impacts
原標題：《國內外研究動態 | 全球地表覆蓋變化監測動態（COVID-19）》
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