50多年来,Landsat卫星一直在上午的阳光下尽职尽责地拍摄地球表面,因为当你是一颗有日程安排的卫星时,这就是你该做的事。但现在,Landsat 8和Landsat 9发现了一个大胆的新前沿:地球的黑暗面。
在它们的上升轨道上——用卫星术语说就是“夜晚的那部分”——这些卫星正在窥视阴影以应对特殊请求,科学家们突然对熄灯后发生的事情非常感兴趣。
“我注意到夜间成像特殊请求的数量明显增加,”美国地质调查局地球资源观测与科学中心的Landsat项目科学家Christopher Crawford博士说。“这对Landsat来说是一个非常活跃且创新的测量科学领域。”Crawford负责Landsat的长期地球数据采集策略,他将夜间成像比作Jiffy烘焙混合粉,因为显然它是个万能解决方案,适用于从火山到野火再到融冰的一切。
虽然可见光谱波段(蓝、绿、红——和你眼球用的那些一样)在黑暗中基本没用,但热红外和短波红外波段可以探测到热源,比如活火山、野火和地热间歇泉。唯一的例外是地球极地的黄昏,当太阳打盹时,雪和冰的温度仍然可以测量。
一个突出的客户是黄石国家公园,其10,000个热力特征——间歇泉、温泉、蒸汽喷口——可以像魔术表演一样改变温度或突然出现消失。Crawford“对火山普遍着迷”,在2021年Landsat 9发射后,他发起了一项一致的年度活动,在夜间对活火山进行成像,当时两颗卫星可以每八天对陆地上的每个点进行成像。
美国地质调查局天体地质科学中心的R. Greg Vaughan研究活火山,并担任黄石火山观测站的遥感负责人,他给了Crawford一份目标清单。Vaughan还告诉他,冬季是夜间成像黄石热力特征的最佳季节,因为热特征与寒冷环境之间的对比最大。“我可能学到的最重要的一点是,你必须获取数据,然后才能理解接下来要获取什么数据,”Crawford说,这句话听起来很深刻,但基本上就是“你得先做,才知道下一步做什么。”
Vaughan在2017年4月的Landsat 8夜间TIRS数据中发现了一个令人兴奋的惊喜:一个“大块的明亮温暖像素”,与任何已绘制的热力特征都不匹配。在排除了一个解冻的湖泊后,他检查了白天的航空影像,发现了明亮的热液蚀变土壤和枯死的树木——这是新热力特征的明显迹象。“这就是我如此热爱Landsat 8和9的原因,”Vaughan在《Eyes on Earth》播客中说。“这些仪器定期获取数据,不仅在白天,而且它们也可以被定期指派在夜间获取数据。”Vaughan此后被任命为Landsat科学团队成员,他的研究将聚焦于活火山。
美国西部的火灾社区也加入了夜间行动。能源部的太平洋西北国家实验室每年提交季节性野火的夜间成像特殊请求,Crawford表示结果“与低空飞行获取的机载红外传感相比效果良好。”Landsat甚至可以探测到石油和天然气行业使用的火炬气,并且有定期请求监测全球液化天然气生产地点。其他请求包括绘制城市温度图,城市温度通常高于周边地区,最近的一项活动旨在调查整个冰岛及其海岸线的火山活动。
Crawford仔细权衡每个请求,问道:“这能推动科学进步吗?”