遥感卫星为什么能用来防灾减灾

文/迟惑

▲自然环境保护需要遥感卫星助力

广义上的遥感卫星，并不仅仅是光学成像卫星，还包括各种形式的气象卫星、多光谱卫星和雷达遥感卫星。这些卫星与我们所熟悉的可见光成像卫星结合在一起，构成了对于地球表面，包括大气层的持续观测能力，覆盖了从千米级到亚米级的不同尺度。

防灾减灾是一个非常复杂的过程。人类可能遭遇的灾害多种多样，但总体来说可以分成自然因素和人为因素两个大的类别。

▲ 澳大利亚森林火灾影响图

自然因素所导致的灾害，往往由大气运动和地壳运动引起。大气运动可能导致台风、暴雨，由此而引起水灾。台风可能带来海啸和大浪，由此而引发海洋灾害。但是，如果大气长期静止不动、又干又热，就有可能带来城市空气污染等。大气急剧流动却没有湿度，就会带来旱灾、森林火灾等。所以，对大气进行长期持续观测就可以发现上述灾害的征兆。地壳运动可能引起地震、海啸等类型的灾害，所以观察地球板块的运动，可以发现这些灾害的征兆；而大气和地壳运动的结合，则有可能带来山体滑坡、泥石流之类的灾害，这同样可以通过对比观测来发现征兆。

人类活动所引起的灾害，包括空气污染、危险化学品泄漏、核辐射、火灾等。虽然这些灾害的空间尺度要比自然因素导致的灾害小一些，但是在今天的卫星观测技术之下，还是能够从太空里有效发现和识别的。

大气运动和海洋活动带来的灾害，往往需要用比较大的尺度来观测。1000 米左右的分辨率就足以让人们监视台风或者干旱之类的事件了。地壳运动的速度没有那么快，对它们进行观测所需要的分辨率是越高越好，有的时候还需要利用卫星导航定位的精确测量才能实现。因此，人类需要各种分辨率的卫星来实施防灾减灾。

另外有一些现象，仅仅从可见光频段是观测不到的。大气当中有哪些无色透明的有害气体？看似正常的大地上，土壤的含水量和植物的生长情况怎么样？这些仅仅依靠可见光观察是不能识别的，所以需要在太空部署装载多光谱传感器的卫星。

在台风来临的时候，地球的上空往往阴云覆盖，可见光卫星什么也看不到。而到了晚上，地面一片漆黑，这时的可见光卫星甚至都不在头顶，它们转到有阳光普照的另外一面去了。在这种时候，人们就需要穿透云层和黑夜的合成孔径雷达，合成孔径雷达卫星由此应运而生。

▲ 高分二号卫星路网灾害监测与损毁评估应用（国家航天局）

▲自然环境保护需要遥感卫星助力

上面所说的还仅仅是遥感器的一部分。随着科技的发展，人们发现，越研究具体的现象，越需要专业化的遥感器。比如在晴朗的天空中如何测量风的运动？在热带是不是也应该研制一种专门的雷达来观测降雨？

这一切都带来了卫星技术的迅猛发展，也就是说，防灾减灾工作与空间对地观测技术是相辅相成、彼此推进的。防灾减灾工作越是使用卫星，就越是能够促进这个领域的技术发展和创新，越是能够促进新型号卫星的研制和发射。卫星所获得的灾害预警信息，减灾避灾和灾后重建指南，也会越来越“下沉”到每个人的生活当中，甚至直接发送到每个人的手机上。灾害面前，卫星到底能为我们做什么，已经为我们做了些什么，也会越来越多地被人们所亲身体验到。