1999 年 12 月 18 日，美國航太總署（ NASA ）發射「地球觀測系統」（ EOS ）的旗艦人造衛星「大地」（ Terra ），搭載複雜裝備以收集地球資料。原先預計僅有 6 年壽命的 Terra ，表現令人激賞， 1 5 年後的今天還能與其它 17 個 NASA 觀測衛星一起運作。

 

 

15 年來， EOS 也收集了巨量且極為重要的資料，讓人類更瞭解自己的家園，以及自己的行為如何影響這個獨一無二的行星。今年適逢EOS「老大哥」 Terra 的 15 歲生日，NASA 特別公布 15 張令人拍案驚奇的 EOS 影像。

 

1. 藍色玻璃彈珠

2002 年科學家解析衛星上「中尺度影像光譜儀」（ MODIS ）收集超過 4 個月的資料，再加上一層雲創造出複合的藍色彈珠，成為 21 世紀的主要地球圖像之一。 2007 年蘋果公司推出的 iPhone 預設背景就採用此圖。現在， MODIS 版地球現在也常被 NASA 用作其它地球科學資料視覺化的基底。

 

 

2. 冰架崩解

南極半島（ Antarctic Peninsula ）於 2002 年隆起山脊，周圍產生許多冰架。 MODIS 恰好觀測到其中一個冰架崩解的過程，給科學家帶來鳥瞰劇烈現象的新視角。當年 1 月，面積廣達 3273 平方公里的拉森 B 冰架（ Larsen B ）受到大量融冰影響產生凹陷。 2 月中旬，冰架前端後退了約 10 公里。 3 月 7 日，冰架完全崩解。

 

 

3. 地球邊緣的臭氧層

若要知道大氣在不同高度組成成分必須到地球邊緣觀測。 NASA 利用衛星上的觀測微波臨邊探測器（ MLS ）觀察地球極軸地面至高空的氣體組成和變化，提供科學家層層剖析大氣成分，特別用來監控臭氧層破洞和氣候變遷。 MLS 也是第一個從太空測量臭氧層氣體減少過程的探測裝置。

 

 

4. 全球植被年變化

從太空看地球能知道世界植披分布已不稀奇， NASA 的衛星資料能告訴我們更多，包含植物光合作用吸收多少二氧化碳。 MODIS 測量碳吸收率供科學家比較世界植被整年四季的變化，動畫中深綠表示植被多、碳吸收率高。

 

 

5. 升溫的北極

自 2000 年起， Terra 上的地球雲層和輻射能量系統（ CERES ）開始測量北極吸收的輻射量。資料顯示， 15 年來，北極吸收太陽輻射增加了 5%，近 10 年的升溫程度更是地球其它地區的兩至三倍。圖像上，紅色代表增加的輻射吸收範圍，藍色則是減少的海上冰層。

 

 

6. 美國空氣變乾淨了！
NASA 近幾年透過衛星觀測二氧化氮（ NO2 ）來看美國空氣品質變化，結果發現，由於新款汽車排放廢氣規則更嚴格、工廠也受到更多管制等原因，美國的空氣逐年變乾淨，容易造成身體病變的有害物質在過去 15 年也顯著下降。圖為自 2005 年至 2011 年二氧化氮的動態變化圖，顏色越紅表示二氧化氮濃度越高。

 

 

7. 地球表面易燃處

假如沒有 MODIS ，我們可能不會知道每年有 1/3 的地球地表起火燃燒。過去 15 年， MODIS 一天 4 次，觀測超過 4 億個全球常起火地點，製作出一張「火圖」，以了解燃燒後產生的碳會如何影響生態環境、造成氣候變遷以及危害人體健康。

 

 

8. 煙柱

除了觀測野火燃燒地點，衛星也觀測野火燒盡後產生的煙會往何處飄散以及進到多高的大氣層，甚至還能看到和雲結合的「煙柱」（ smoke plume ）。

 

 

9. 海冰移動

透過衛星觀測，漂浮在北極海面上的冰層也一覽無遺。 NASA 得到高畫質的北極冰帽四季變遷圖。他們也觀測到，受到氣候變遷影響，北極冰帽在過去 15 年確實縮小了不少。

 

 

10. 二氧化碳增減

地面監測透過植披、樹林、浮游生物的四季變化讓我們得知北半球的二氧化碳隨著四季增減，但是卻始終沒有全球的觀測資料。 NASA 衛星上搭載的大氣紅外線探測器（ AIRS ）從距離地面數千呎高空測量二氧化碳濃度在四季的變化。圖中黃色即為二氧化碳濃度、綠色為地表植披。

 

 

11. 神秘的雲層和氣膠

影響地球氣候變遷還有 2 個重要變數：雲層和氣膠（ aerosol ）。雲層能反射太陽光波，同時也能防止地球表面熱能發散至太空。至於和氣則能分散光源，降低溫度，一些則能吸收熱能。科學家透過衛星長期觀測以了解兩者神秘的互動。

 

 

12. 全球立體模型

科學家利用 Terra 搭載的先進遙測裝置 ASTER 收集地球上細微的偏移影像，以供科學家繪製成 3D 立體模型，繪製出高畫質的「全球數值高程模型」（ The Global Digital Elevation Models ）。 2009 年，第一張包含兩極的全球數值高程模型釋出，收集超過 130 萬張地景圖，涵蓋超過 90%的地表，過去科學家曾用來觀測地表變化，特別是在地震、洪災、海嘯等自然災害之後。

 

 

13. 浮游生物大繁衍

遍及營養富足的河川、深海的浮游生物在地球上扮演吸收碳化合物並轉換至海洋的重要角色。衛星觀測到數年來浮游生物大量繁衍，有的長達數百公里，科學家也藉此更了解複雜的海洋生態系統及碳循環。

 

 

14. 一氧化碳地圖

從野火、汽車等排放出的一氧化碳（ CO ）無色無味，對臭氧層來說也是有害氣體。 Terra 上的對流層汙染物測量器（ MOPITT ）是第一部追蹤全球一氧化碳的裝置，根據資料，自 2000 年起一氧化碳排放量每年減少 1%。

 

 

15. 臭氧層破洞變小了

臭氧層如同地球的遮光罩，使得地球免於受到太陽過於強烈的光線傷害。 1987 年蒙特婁條約已禁止使用會破壞臭氧層的化學物質，也成為國際社會的共識。然而，多年努力終有成效， NASA 衛星的臭氧層監測器證實，近年來南極上空的臭氧層破洞已漸漸縮小、恢復中。圖為 1979 年至 2013 年臭氧層濃度變化。