新浪科技訊北京時(shí)間5月3日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,，當(dāng)多數(shù)人談及美國(guó)宇航局時(shí)，他們會(huì)自然地聯(lián)想到地球之外的宇宙空間,。美國(guó)宇航局讓人們聯(lián)想到人類(lèi)進(jìn)入太空,、登陸月球，或者乘坐宇宙飛船,。從科學(xué)角度來(lái)看,，我們會(huì)聯(lián)想到遙遠(yuǎn)宇宙中的恒星、星云和星系,，以及太陽(yáng)系內(nèi)部和外部的行星,。但是美國(guó)宇航局有4個(gè)主要科學(xué)目標(biāo)——天體物理學(xué)、行星科學(xué),、太陽(yáng)物理學(xué)和地球科學(xué),。近年來(lái)，科學(xué)家對(duì)地球科學(xué)高度關(guān)注,，這也是應(yīng)當(dāng)值得重視的科研項(xiàng)目,。從太空角度，我們能從地面角度無(wú)法獲得的方式觀測(cè)系內(nèi)行星及其特征,，我們?cè)诘厍蛏纤媾R的挑戰(zhàn),，從自然到人類(lèi)創(chuàng)造的，都需要我們?nèi)ダ斫馐窃鯓影l(fā)生的,，何時(shí)發(fā)生,，以及產(chǎn)生怎樣的影響。美國(guó)宇航局和地球科學(xué)研究項(xiàng)目對(duì)于人類(lèi)成功太空航行,，以及未來(lái)將面臨的氣候考驗(yàn)都是至關(guān)重要的,。

就科學(xué)而言，我們還沒(méi)有完全理解行星地球的復(fù)雜系統(tǒng),。地球大氣層,、表面、水域、冰層,，以及復(fù)雜方式交互的活生物體,，它們形成一個(gè)簡(jiǎn)單的連接系統(tǒng)。伴隨著地球發(fā)生變化,，無(wú)論是自然因素還是人為因素,，我們只有一個(gè)期望來(lái)理解最佳行動(dòng)方案：科學(xué)地調(diào)查這些系統(tǒng)。只有當(dāng)我們對(duì)行星地球有了科學(xué)認(rèn)識(shí),，以及所有這些相互關(guān)聯(lián)因素如何響應(yīng)自然和人類(lèi)誘發(fā)變化時(shí),，我們才能成功地預(yù)測(cè)氣候、天氣和其它自然威脅和危害,。

美國(guó)宇航局地球科學(xué)部的主要職能是指揮和協(xié)調(diào)人造衛(wèi)星和空中任務(wù),，從而盡可能更多地觀測(cè)地球。其中包括：地球陸地表面,、生物圈,、大氣層、海洋和冰蓋等,。氣象報(bào)告中的衛(wèi)星圖像,、地球溫度測(cè)量、大氣層氣體濃度,、植被視圖,、云層覆蓋、冰蓋和冰川增多和消融等方面,，它們都依賴(lài)于美國(guó)宇航局的地球科學(xué)項(xiàng)目,。關(guān)于地球變化存在著一些基本的科學(xué)問(wèn)題，同時(shí)如果沒(méi)有變化的科學(xué)原理,，就無(wú)法做出明智的決策方案,。

這就是為什么在未來(lái)幾年里，美國(guó)宇航局地球科學(xué)部必須為未來(lái)的19個(gè)科學(xué)計(jì)劃提供充足的資金,。未來(lái)研究的地球生態(tài)系統(tǒng)的準(zhǔn)確信息是無(wú)可替代的,，在這種情況下，地球生態(tài)系統(tǒng)使人類(lèi)能夠繁衍生息,，這些科學(xué)任務(wù)是必須確保按計(jì)劃進(jìn)行的,，如果我們不希望掌握到相關(guān)事實(shí)，就無(wú)需將資金投入其中,，但從某種意義上講,，這是拯救地球的19個(gè)科學(xué)方案。

夜間,、白天和季節(jié)性二氧化碳排放主動(dòng)監(jiān)測(cè)計(jì)劃（ASCENDS）：該計(jì)劃將測(cè)量地球大氣層中二氧化碳數(shù)量，不分季節(jié)、緯度,、白天和黑夜,，以及氣壓和溫度的變化。其采用的太空儀器設(shè)備可進(jìn)行獨(dú)立的飛行任務(wù),，也可以作為大型地球天文臺(tái)的一個(gè)組成部分,。

氣候絕對(duì)輻射和折射天文臺(tái)（CLARREO）：這個(gè)長(zhǎng)期太空任務(wù)將監(jiān)測(cè)地球各種輻射特征，其中包括：反射陽(yáng)光,，從而更好地理解和量化地球氣候,，以及分析地球氣候如何變化。這將產(chǎn)生歷史上最精確可信的氣候記錄,。

空間站生態(tài)系統(tǒng)熱量輻射計(jì)實(shí)驗(yàn)（ECOSTERSS）：植物在有利條件下生長(zhǎng)需要多少水分,？它們能感受到壓力嗎？ECOSTERSS儀器設(shè)備將測(cè)量植物溫度,，它們需要多少水,，以及它們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)環(huán)境壓力。這是農(nóng)業(yè)和食品安全所需的重要信息,。

全球生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)勘測(cè)計(jì)劃（GEDI）：從太空角度測(cè)量地球表面所發(fā)生變化是非常有利的,，但更好的是了解地球表面和生物圈的3D結(jié)構(gòu)，這就是GEDI計(jì)劃所要做的,。這個(gè)高分辨率激光測(cè)距系統(tǒng)可以精確測(cè)量高度,、垂直結(jié)構(gòu)，以及林冠的表面高度,，并能對(duì)我們提供關(guān)于碳和水循環(huán)的重要信息,。GEDI計(jì)劃將提供缺失的“3D結(jié)構(gòu)”，從而更好地獲得森林管理,、水資源,、天氣預(yù)報(bào)等信息。

GRACE-FO衛(wèi)星：這是GRACE衛(wèi)星的后續(xù)產(chǎn)品,，計(jì)劃今年5月19日發(fā)射,，該衛(wèi)星計(jì)劃將跟蹤地球冰蓋、冰川,、湖泊和河流,、海平面和地下蓄水情況，如果我們能跟蹤分析地球水資源,，那么我們就能更好地了解和確定地球整個(gè)水循環(huán)系統(tǒng),。這顆衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)將造福于地球所有人類(lèi)。

ICESat-2衛(wèi)星：ICESat-2衛(wèi)星全稱(chēng)是“冰層,、云層和陸地海拔觀測(cè)2號(hào)”衛(wèi)星,，這顆衛(wèi)星每秒可脈沖發(fā)射1萬(wàn)次激光,，一次釋放大約20萬(wàn)億個(gè)光子。每一次脈沖發(fā)射,，大約有12個(gè)光子返回ICESat-2衛(wèi)星,，這足以非常精確地測(cè)量冰原、冰川,、海冰等,。冰凍圈是地球上冰凍區(qū)域，也是美國(guó)宇航局地球科學(xué)研究的重點(diǎn),。

聯(lián)合極地衛(wèi)星系統(tǒng)（JPSS-2）：JPSS-2衛(wèi)星系統(tǒng)在地球極地軌道運(yùn)行,，獲取全球天氣和氣候現(xiàn)象。這是減輕自然災(zāi)害的最直接方法,，例如：我們可以超精確地預(yù)測(cè)卡特里娜颶風(fēng),。據(jù)悉，2005年,，美國(guó)宇航局就開(kāi)始運(yùn)行第一顆JPSS系統(tǒng)衛(wèi)星——JPSS-1,，該衛(wèi)星一直運(yùn)行至今，是人類(lèi)有史以來(lái)最好的氣象勘測(cè)設(shè)備,。對(duì)地球的觀測(cè)覆蓋面積取決于持續(xù)性發(fā)展和發(fā)射后續(xù)JPSS衛(wèi)星,，平均每間隔5年時(shí)間會(huì)發(fā)射一顆衛(wèi)星。如果2023年不發(fā)射JPSS-2衛(wèi)星,，我們將很難覆蓋性觀測(cè)地球,。

Landsat-9衛(wèi)星：高質(zhì)量、全球,、陸地成像衛(wèi)星是我們了解地球陸地的最重要工具之一,。自上世紀(jì)70年代初以來(lái)，Landsat衛(wèi)星項(xiàng)目一直提供大量地球高空照片,，Landsat-9衛(wèi)星是美國(guó)可持續(xù)性陸地成像計(jì)劃的一部分,，預(yù)計(jì)將于2020年發(fā)射，繼續(xù)完成Landsat衛(wèi)星項(xiàng)目不可替代的地球表面勘測(cè)任務(wù),。如果沒(méi)有Landsat衛(wèi)星,，我們就無(wú)法對(duì)地球土地利用做出充分的信息決策。

極地操作環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)（POES）——MetOp-C衛(wèi)星：POES衛(wèi)星系統(tǒng)是美國(guó)宇航局和歐洲航天局的一個(gè)聯(lián)合項(xiàng)目,，其中包括即將發(fā)射的MetOp-B衛(wèi)星的后續(xù)衛(wèi)星MetOp-C,，該衛(wèi)星有5個(gè)勘測(cè)儀器，可測(cè)量反射太陽(yáng)能,、輻射熱能,、地球輻射帶強(qiáng)度、海洋表面溫度,、大氣臭氧,、云層高度和覆蓋范圍,，以及大氣層水蒸汽狀況等。MetOp-C衛(wèi)星是最新的后續(xù)衛(wèi)星,，要求實(shí)現(xiàn)對(duì)地球的覆蓋觀測(cè),。

北大西洋氣溶膠和海洋生態(tài)系統(tǒng)研究（NAAMES）：怎樣的過(guò)程控制海洋作用？海洋如何影響大氣氣溶膠,、短暫物質(zhì)、云層和整體氣候,？船只,、飛行器、人造衛(wèi)星和原位海洋傳感器將組合解答這些問(wèn)題,，基于NAAMES任務(wù),，我們將更好地掌握到如何管理海洋，評(píng)估和預(yù)測(cè)海洋生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生的變化,。

NISAR任務(wù)：這是美國(guó)宇航局和印度空間研究組織（ISRO）的一個(gè)合作項(xiàng)目,，將勘測(cè)地球變形表面，確定地震,、火山噴發(fā)和山崩的可能性,，同時(shí)，監(jiān)控地下水,、隔離二氧化碳,，以及確定地球非人類(lèi)生物量對(duì)全球碳排放的貢獻(xiàn)。

美國(guó)宇航局軌道碳觀測(cè)3號(hào)儀（OCO-3）：你如何使用精度,、分辨率和覆蓋范圍來(lái)測(cè)量大氣層中的二氧化碳,，觀察一年之內(nèi)時(shí)間和空間范圍二氧化碳指數(shù)的變化情況？它有3個(gè)高分辨率光柵光譜儀,，能夠收集太空區(qū)域的大氣二氧化碳,。該設(shè)備將安裝在國(guó)際空間站日本模塊暴露實(shí)驗(yàn)設(shè)備（JEM-EF），它將便于我們使用現(xiàn)有陸基和高空儀器與太空儀器進(jìn)行對(duì)比分析,。當(dāng)涉及二氧化碳,，對(duì)地球環(huán)境二氧化碳指數(shù)變化的掌握是至關(guān)重要的。

格陵蘭島海洋融化任務(wù)（OMG）：冰蓋不僅僅是上層融化,，而是在下層也出現(xiàn)融化,。隨著格陵蘭島周?chē)箨懠芩疁刈兓状伪粶y(cè)量，格陵蘭島海洋融化任務(wù)通過(guò)測(cè)量格陵蘭島海面之下冰層融化延伸,，將更好地評(píng)估海平面上升狀況,。該任務(wù)將改善海底關(guān)鍵區(qū)域深度和外形的測(cè)量數(shù)據(jù)。

云層氣溶膠觀測(cè)和交互任務(wù)（ORACLES）：ORACLES可以說(shuō)是人類(lèi)有史以來(lái)最糟糕的首字母縮寫(xiě),，但是該任務(wù)將測(cè)量人類(lèi)污染的一個(gè)重要組成部分：燃燒生物量的影響,，尤其是在非洲大陸,。這些氣溶膠形成于燃燒生物量，將會(huì)在大西洋東南部云蓋匯聚,，大西洋是“氣候散熱器”,。美國(guó)宇航局承認(rèn)稱(chēng)，正如政府間氣候主化委員會(huì)（IPCC）最新研究報(bào)告所強(qiáng)調(diào)的,，氣候模型中全球代表性氣溶膠云層交互進(jìn)程對(duì)于評(píng)估未來(lái)氣候具有最大不確定性,。

浮游生物、氣溶膠,、云層,、海洋生態(tài)系統(tǒng)衛(wèi)星（PACE）：該衛(wèi)星整體科學(xué)目標(biāo)是更好地理解海洋和大氣層如何交換二氧化碳，同時(shí)也將揭曉氣溶膠是如何促進(jìn)海洋表層浮游植物的生長(zhǎng),。此外,，它還將確定藻類(lèi)繁殖的范圍和持續(xù)時(shí)間，并繪制出各種類(lèi)型的海洋葉綠素產(chǎn)物,。通過(guò)擴(kuò)大和延伸美國(guó)宇航局的長(zhǎng)期觀測(cè),，它有望更好地理解地球生物圈和氣候的關(guān)鍵組成部分。

水面和海洋測(cè)繪衛(wèi)星（SWOT）：SWOT衛(wèi)星是美國(guó),、法國(guó),、英國(guó)和加拿大的一個(gè)聯(lián)合項(xiàng)目，該衛(wèi)星將覆蓋全球提供河流,、湖泊,、水庫(kù)和海洋至關(guān)重要信息，對(duì)地球全覆蓋觀測(cè)需要11天時(shí)間,。它標(biāo)志著從太空首次對(duì)地球淡水進(jìn)行全面觀測(cè),，這顆衛(wèi)星將于2021年發(fā)射，拍攝海洋的圖像分辨率是現(xiàn)今性能最佳人造衛(wèi)星的10倍,。

對(duì)流層污染排放監(jiān)測(cè)儀（TEMPO）：對(duì)流層污染排放監(jiān)測(cè)儀將于2019年由地球同步通信衛(wèi)星攜載升空,，它將每小時(shí)、以高空間分辨率測(cè)量整個(gè)北美洲的污染情況,。這是迄今發(fā)射此類(lèi)首個(gè)監(jiān)測(cè)儀器,，用于收集臭氧、二氧化氮和其它污染物的信息,，所有這些都以改善我們的空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)為目標(biāo),，實(shí)現(xiàn)從未達(dá)到的水平。

降水結(jié)構(gòu)和風(fēng)暴強(qiáng)度時(shí)間解析觀測(cè)衛(wèi)星群（TROPICS）：地球熱帶高緯地區(qū)是地球最具毀滅性風(fēng)暴形成的區(qū)域,，同時(shí),，該區(qū)域需要時(shí)間解析觀測(cè)，從而告訴我們多少熱量和水在整個(gè)風(fēng)暴生命周期流動(dòng),。在近地軌道總共有3個(gè)立方體衛(wèi)星群,，它將每?jī)擅霋呙枰淮涡l(wèi)星軌道,，聚焦觀測(cè)氧氣、水蒸汽,、降水和云冰,。我們希望增強(qiáng)圖像分辨率、可配置覆蓋范圍,，并以低成本實(shí)現(xiàn)可靠性,。

美國(guó)宇航局整體和光譜太陽(yáng)輻射照度傳感儀（TSIS-1）：該傳感儀是設(shè)計(jì)用于測(cè)量太陽(yáng)整體輻照度和太陽(yáng)輻射照度光譜（不同波長(zhǎng)），它將用于取代2003 SORCE飛船上過(guò)時(shí)的TIM儀器,。美國(guó)宇航局公布了一份長(zhǎng)達(dá)40年的完整全太陽(yáng)輻照度數(shù)據(jù)記錄,，預(yù)計(jì)TSIS-1傳感器將于今年晚些時(shí)候?qū)⒃趪?guó)際空間站上運(yùn)行。

適應(yīng)一個(gè)變化世界的關(guān)鍵不僅僅是個(gè)人行為,，而且還包括全人類(lèi)，要求我們使用最好的工具和信息處理,。這意味著要關(guān)注地球正在做的事情,，無(wú)論是自然的還是人為的，使用最佳數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)我們的政策決定,。這19個(gè)未來(lái)太空任務(wù)代表著美國(guó)宇航局地球科學(xué)短期和中期發(fā)展路線圖,，目前每個(gè)任務(wù)都在按步驟繼續(xù)推進(jìn)，只要未來(lái)不出現(xiàn)意外的裁減,，都將在不久的未來(lái)實(shí)現(xiàn),。（葉傾城）