遙感衛星為什么能用來防災減災

文/遲惑

▲自然環境保護需要遙感衛星助力

廣義上的遙感衛星，并不僅僅是光學成像衛星，還包括各種形式的氣象衛星、多光譜衛星和雷達遙感衛星。這些衛星與我們所熟悉的可見光成像衛星結合在一起，構成了對于地球表面，包括大氣層的持續觀測能力，覆蓋了從千米級到亞米級的不同尺度。

防災減災是一個非常復雜的過程。人類可能遭遇的災害多種多樣，但總體來說可以分成自然因素和人為因素兩個大的類別。

▲ 澳大利亞森林火災影響圖

自然因素所導致的災害，往往由大氣運動和地殼運動引起。大氣運動可能導致臺風、暴雨，由此而引起水災。臺風可能帶來海嘯和大浪，由此而引發海洋災害。但是，如果大氣長期靜止不動、又干又熱，就有可能帶來城市空氣污染等。大氣急劇流動卻沒有濕度，就會帶來旱災、森林火災等。所以，對大氣進行長期持續觀測就可以發現上述災害的征兆。地殼運動可能引起地震、海嘯等類型的災害，所以觀察地球板塊的運動，可以發現這些災害的征兆；而大氣和地殼運動的結合，則有可能帶來山體滑坡、泥石流之類的災害，這同樣可以通過對比觀測來發現征兆。

人類活動所引起的災害，包括空氣污染、危險化學品泄漏、核輻射、火災等。雖然這些災害的空間尺度要比自然因素導致的災害小一些，但是在今天的衛星觀測技術之下，還是能夠從太空里有效發現和識別的。

大氣運動和海洋活動帶來的災害，往往需要用比較大的尺度來觀測。1000 米左右的分辨率就足以讓人們監視臺風或者干旱之類的事件了。地殼運動的速度沒有那么快，對它們進行觀測所需要的分辨率是越高越好，有的時候還需要利用衛星導航定位的精確測量才能實現。因此，人類需要各種分辨率的衛星來實施防災減災。

另外有一些現象，僅僅從可見光頻段是觀測不到的。大氣當中有哪些無色透明的有害氣體？看似正常的大地上，土壤的含水量和植物的生長情況怎么樣？這些僅僅依靠可見光觀察是不能識別的，所以需要在太空部署裝載多光譜傳感器的衛星。

在臺風來臨的時候，地球的上空往往陰云覆蓋，可見光衛星什么也看不到。而到了晚上，地面一片漆黑，這時的可見光衛星甚至都不在頭頂，它們轉到有陽光普照的另外一面去了。在這種時候，人們就需要穿透云層和黑夜的合成孔徑雷達，合成孔徑雷達衛星由此應運而生。

▲ 高分二號衛星路網災害監測與損毀評估應用（國家航天局）

▲自然環境保護需要遙感衛星助力

上面所說的還僅僅是遙感器的一部分。隨著科技的發展，人們發現，越研究具體的現象，越需要專業化的遙感器。比如在晴朗的天空中如何測量風的運動？在熱帶是不是也應該研制一種專門的雷達來觀測降雨？

這一切都帶來了衛星技術的迅猛發展，也就是說，防災減災工作與空間對地觀測技術是相輔相成、彼此推進的。防災減災工作越是使用衛星，就越是能夠促進這個領域的技術發展和創新，越是能夠促進新型號衛星的研制和發射。衛星所獲得的災害預警信息，減災避災和災后重建指南，也會越來越“下沉”到每個人的生活當中，甚至直接發送到每個人的手機上。災害面前，衛星到底能為我們做什么，已經為我們做了些什么，也會越來越多地被人們所親身體驗到。