距离地球22300英里,就在赤道附近,一颗卫星监测着风暴的旋转、野火的燃烧以及云彩在天空中的飞驰。它持续、警惕地关注着西半球,从非洲西海岸一直到美国。
这就是GOES-16——一项NASA/NOAA的合作项目,它为我们提供了迄今为止该地区最详细的地球视图,而且它很快将迎来一个伙伴。
美国东部时间3月1日下午5:02,NASA计划发射GOES-S卫星,该卫星能够以前所未有的细节监测美国的天气。发射直播将于下午4:30开始,您可以在此处观看。
GOES-16专注于西半球的东部,而GOES-S(进入地球同步轨道后将成为GOES-17)将专注于西部。这对卫星将持续拍摄照片,每15分钟为地球上的天气预报员提供西半球的完整、更新的视图,每5分钟提供一次美国大陆的视图。卫星还可以聚焦于令人担忧的风暴和野火,每30秒左右向这些地区的居民提供更新的信息。
得益于先进基线成像仪(ABI),这两颗卫星都能够捕捉所有这些细节。ABI可以观测16个不同波长的光,以0.3至1.3英里(0.5至2.0公里)的分辨率全面了解地面发生的情况。
这16个波段测量着气候学家和气象学家感兴趣的许多因素,从大气不同层级的云层和水蒸气,到臭氧、气溶胶、火山灰,甚至植被。
“这些卫星的主要任务是监测极端天气,以及它们现在称之为‘临近预报’(nowcasting)的功能;龙卷风、飓风,以及现在像火灾探测这样的事情,天气和预报界因为这个仪器的能力而能够做到。” Harris Environmental Solutions公司总经理Eric Webster说道,该公司制造了ABI。
“火灾是一个例子,它们正在使用额外的波段来过滤误报并改进火灾探测算法,”ABI仪器首席工程师Paul Griffin说道。“而且其分辨率比上一代精细四倍,因此您可以看到以前看不到的现象,天气发展的细微之处,这能让您做出更好的预测——并且您可以在早期阶段探测到更小的火灾。”
GOES-16已经证明,它比上一代卫星更准确地探测到小型火灾,甚至发现了佛罗里达州小型、短暂的农业火灾,这些火灾在老一代卫星的图像中都没有显示出来。
“但我发现最棒的是时间分辨率,”Griffin说道。他参加了会议,听取了国家气象局的反馈。负责监测风暴和野火工作的人员告诉Griffin,能够聚焦于卫星视野内的任何1000公里乘1000公里的区域,并且每分钟都能获得该区域的更新,这是极其有用的。这有助于预报员生成更准确的风暴路径预测,或者告诉消防员野火可能向何处移动,从而让他们能够确保安全。
有了新的卫星在轨,国家气象局将能够同时对多达四个不同的地点使用这种精细的观测选项。“假设佛罗里达州外有一场飓风,弗吉尼亚州发生龙卷风爆发——他们仍然可以同时关注加利福尼亚州或俄克拉荷马州的野火,并具有相同的尺度分辨率,”Webster说道。“只有一个ABI在轨时,他们必须有所取舍。但现在,他们将能够在美国全境和海洋上获得这种好处。”
GOES-16和GOES-17将覆盖相当大的区域,从非洲到新西兰。但它们并非拥有ABI技术的唯一卫星。这项技术已经应用于日本的两颗Himawari卫星上,并将在今年晚些时候部署在一颗韩国卫星上。
“一旦投入运行,世界四分之三的人口将受益于这个神奇的成像仪,”Griffin说道。他对未来的可能性感到兴奋,不仅是对生活在这些地区的人口,也对那些将与源源不断传回地球的数据打交道的科学家和工程师。
这些仪器未能覆盖的全球四分之一区域是横跨欧洲和东非的地带,该地区有自己的高清卫星计划于2022年发射。那么,所有这些卫星在太空中将做些什么呢?我们将能看到一个相当棒的地球视图,以及对我们这个星球今天面临的任何灾难的更详细的描绘。但除此之外,我们目前还不知道。
“随着仪器的持续工作,研究人员将继续发现一些前所未有的事物,”Webster说道。“我们以前的上一代技术就曾如此,仅仅几年时间,人们就发现了它的新用途,只是利用它提供的数据,或以新的方式将其与其他数据集结合,为社会带来新的效益,无论是[研究]气候变化、改进火山灰预报,还是帮助太阳能公司。我们正处于蜜月期,未来只会越来越好。”