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第19章 地球资源卫星(4)

在塞内加尔河流域,大部分是干旱无水的地区,水对那里的人们来说实在太宝贵了!人造卫星飞越这个地区,从太空拍摄了多幅照片,专家们从照片中看到河流附近干旱的沙漠中有许多小黑点和小黑条,经过分析判断,有可能是地下水源。后来根据照片显示的坐标位置去开发,果然找到了地下水。

地球资源卫星还帮助久旱的埃塞俄比亚人找到了700多处淡水源,也替西非的撒哈拉大沙漠中部找到了巨大的水源……

寻找水源是地球资源卫星特有的本能,这是因为卫星上的遥感器在近红外谱段对水域非常敏感,故能为人们提供江河、湖泊、水库的位置及其水量、水质等信息。这些信息对了解高山、沙漠等人们难以到达的地区的水文资源大有好处。

地球资源卫星的遥感照片,能提供河流流域的植被覆盖情况、地质地貌特征、松散的沉积物以及土壤、土地利用和水系分布等方面的资料。通过这些资料可以绘制出河流流域的分水线和水系分布图等,这对于制定流域内的规划(尤其是那些人迹罕至的边远地区)更是有用的。

如果把河流流域的各种盆地特征和季节性的冰雪覆盖、洪水、泥石流等联系起来,就可以估计出该流域水资源的情况,为在下游建造水库提供数据,并能及时作出可能发生的洪水、泥石流等灾害的预报;也可帮助现有水库做好水库的管理工作。

世界上有许多淡水资源来自融化的高山冰雪。美国西部有一个城市用融化的高山冰雪水来发电,每年的纯收益达100万美元。但是,如果事先对融化的雪水量估计不准确,就会造成许多麻烦。如融化水过多,就会造成汹涌奔腾的洪水,甚至冲垮下游的堤坝、庄稼和房屋,使人们的生命财产遭受损失。但是,人去计算雪水量是非常困难的,因为冰雪覆盖处的高山幽谷,一般人迹难以到达,依靠地面观察测量或飞机高空遥测,显然所花的代价就很大,时间也长。如果利用在太空飞行的人造卫星遥感设备,能精确地测量出高山冰雪的体积,进一步计算出融化的水量,从而能准确地计算出融化的雪水总量。

地球资源卫星、气象卫星时时为人们提供水资源的大量信息,载人飞船就更不用说了,它更能提供准确、可靠的水资源信息。有一次,美国内华达州和加利福尼亚州的锯齿形山峰上刚下过一场大雪,当时在太空邀游的“阿波罗”飞船曾对这场大雪作了精确的测量。人们根据“阿波罗”飞船的测量信息,作出了这个地区的洪水预报,收到了很好的效果,避免了可能造成的生命财产的损失。

美国明尼苏州有1000多个小湖和河流,为了保证这些淡水资源不被污染,不得不请地球资源卫星来承担这项管理工作。人们从太空卫星所拍摄该地区的照片上发现,照片清晰明了,能清楚地分辨出湖中哪部分是清水,哪部分是浑水,浑到什么程度。人们通过分析,也看出污染引起的后果。太空遥感图像的分辨能力很高,即使直径只有100米大小的小湖也能看得清清楚楚。因此,人们通过太空遥感图像,就能按时向周围的人们作出各种预报,以便及时采取有效措施,防止或减少对水资源的污染。

更有意思的是,航天遥感还能为打“水源污染”官司的人提供有力的证据,如美国纽约州和加拿大佛蒙特州交界处有一个美丽的怡普林湖,它向来是游人观景之地,湖水清澈,鱼游鸟飞,风景秀丽,十分迷人。可是,自从在纽约州这边建立了一个大的国际造纸公司以后,每年向湖内倾灌275万吨废水,这些含有高浓度的磷酸盐溶液流到美丽的怡普林湖里,结果引起了大量藻类的繁殖,使湖水发绿变臭,鱼类生物大量死亡,甚至到了几乎灭绝的地步。加拿大佛蒙特州就用这些照片资料作为有利证据,向国际造纸公司提出了法律诉讼。

利用卫星照片还能监视冰川和积雪面及融化水量,预报洪水。如苏联曾根据卫星拍摄我国天山、帕米尔高原雪层变化的照片,预报了1969年的特大春汛。美国利用地球资源卫星预报洪水,每年可减少损失3亿美元。通过卫星照片来提高灌溉效率,每年收益约3亿美元。

多个领域展神威显身手

地球资源卫星是一种经济效益极高的多用途卫星,是个“多面手”。虽然只有寥寥几颗,但个个都有一身的神通。据初步统计,地球资源卫星在农业、林业、牧业、渔业、地质、地理、水文、海洋、环境监视以及军事等方面,至少有40多种不相重复的用途。

除了以上小节介绍的用途,地球资源卫星在以下方面也大放异彩:

(1)充当农业观察员

地球资源卫星照片能识别小麦、玉米、大豆、高粱、棉花、燕麦、甜菜、马铃薯(土豆)等不同农作物类型及其长势;能鉴别土壤特性、墒情和施肥情况;能调查森林分布、树木种类、木材贮量等;能提供草场分析、植物密度和长势的情况等。

弗兰克·拉姆和伯格塔·拉姆兄弟二人在美国俄勒冈州共同经营一家农场,每年种植马铃薯4050公顷。1983年初,兄弟俩成立了克罗皮克斯公司,设法利用地球资源卫星(陆地卫星)提供的遥感信息来预测马铃薯产量和市场变化。克罗皮克斯公司成立伊始,就显示出其旺盛的生命力。1983年,美国马铃薯主要种植区哥伦比亚盆地,在马铃薯一上市时,各农场竞相出售,每吨80美元。经过90天收获季节后,发现马铃薯产量大幅度下降,于是价格陡然涨至每吨130美元。但这时哥伦比亚盆地各农场的马铃薯库存告罄。农场主们后悔莫及,只有拉姆兄弟通过分析卫星所提供的遥感图片,几个月前便预知马铃薯将歉收,所以等到最后才把马铃薯抛出,仅此一项就使兄弟俩多收入75万美元。

众所周知,农作物的好收成取决于生产状况。在估计收成和监视病害方面,地球资源卫星是得力工具。许多人自以为能用眼睛看出植物在茁壮成长,当他看见叶子颜色发生变化时,其实病害已经大为发展了。太空“慧眼”可以在肉眼发现之前的较长时间内观测出这种状况,因而使人们有时间采取某些补救措施。这是因为有病害的植物,叶绿素遭到破坏,减弱了对红外谱段的反射能力,在近红外谱段的相片上呈现较暗的颜色。美国利用卫星相片在预报小麦黑穗病、谷物枯萎病等方面取得成功。

地球资源卫星帮助人们在农作物收割前1~2个月作出产量预报,预报精度达97%,这对粮食生产、贮运、加工和销售都有重大意义。美国通过卫星对外国农作物产量的估计,每年可获得3亿美元的经济利益,其中仅小麦一项就可获利2亿美元。

据美国农业部估计,地球资源卫星每年给美国农林牧业至少带来30亿美元的收益。

(2)预报地震先兆

强地震一般发生在地质结构中有大断层的地方,由于卫星相片容易发现大断层,故能初步划定地震活动带。在地震和火山爆发前往往出现一些先兆,如地壳加速变形和位移、小震次数频繁,地表局部隆起或倾斜等。若在地震带和火山口安置自动仪器连续收集资料,由地球资源卫星定期收集数据,从动态过程中研究其规律性,就可做出比较准确的中、近期预报。

我国唐山—丰南一带,在第四纪沉积物覆盖的地方,过去的地质图上没有表示有断裂存在,1976年7月唐山-丰南地震后,分析了卫星图像,并通过野外验证,发现有几组活动性断裂在这里交叉(1976年破坏性强地震,就是在这种特定的构造背景上发生的),并编出该地区的断裂构造图,它给地震构造的研究和判定地震危险区,提供了重要的资料。

(3)绘制地图

目前,世界地图中有70%的资料不充分,有30%资料过于陈旧,地球资源卫星照片可以补充,完善地球资料。如用卫星像片,发现我国地图上西藏地区遗漏了几百个咸水湖和干湖泊,长江口已经比1949年地图上向外延伸了十几千米。许多国家的海岸线随时间流逝发生了大变化,水坝、水电站之类的建筑设施改变着陆地面貌,河流改道,新公路建成,城市一直向周围扩展……一切都在变动之中。自然,要使地图准确,必须重新绘制,但按常规的方法,全球更新一遍需用50年的时间。如果用卫星照片可使效率提高10倍,整个西半球如用航空摄影制图成本需花费3亿美元,而用卫星照片成图只需3000万美元。因此,卫星成像具有快速、经济和高效等优点。如加拿大,只要几分钟,地球资源卫星就能得到以185千米的宽度从北向南扫过全加拿大的地面图像。

(4)测量数据,积累资料

资源卫星还能测量地球表面的温度,探测地下热源及预警火山爆发,测量积雪和冰层的融化速度,为寻找水源、预报洪水和修建水库等工程积累原始资料。例如有人利用卫星对夏威夷群岛进行研究,发现岛上大部分雨水渗入地下,经过透水层流入海洋。由此在附近的浅海中找到了200多处淡水。

(5)监测环境污染

资源卫星还是监测环境污染的重要工具。它能够大面积地调查地球上大气、水源和海洋污染的来源、分布和程度。美国有一家公司,曾经利用卫星获取的资料作为依据,控告一家造纸厂对环境造成了污染,成功获得赔偿。

总之,地球资源卫星能从太空为人类寻找尚未发现的自然资源。速度快、效率高、成本低,特别适合于国土辽阔的国家寻找资源。

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