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BLUE MARBLE 2.0
蓝色星球2.0

朱利奥·博卡莱蒂(Giulio Boccaletti)

物理学家,大气和海洋学家,大自然保护协会全球水资源管理总监。

“蓝色星球”代表着人类第一次从太空中拍摄的地球全貌,由“阿波罗17号”于1972年12月7日呈现。不过,这并不是地球的第一张照片,在此之前,宇航员从月球上拍摄的第一张照片已广为传播。1969年,登陆月球的宇航员拍下了著名的“地球升起”的照片。在这张照片里,从黑暗中浮现的地球显得孤独又脆弱。不过,“蓝色星球”这张照片有所不同,它所呈现的细节更多,捕捉到了自然界的各种细节,传达了许多耐人寻味的信息。这张照片标志着人类世的开端。20世纪70年代,人类开始认识到自身在地球生态系统中所扮演的角色,并开始了解人类对这颗珍贵而脆弱的星球产生的影响。

“蓝色星球”这张照片展示了从地中海至南极的全貌,位于中间的是非洲大陆和阿拉伯半岛,旁边是印度次大陆和南太平洋。这张照片十分精细地展示了大气层的全貌,我们还可以看到热带复合带。在这一区域,潮湿气流从南北吹向赤道,上升为较窄的对流羽流,给热带地区带来了标志性的雷雨气候。我们还可以看到分别位于赤道南北纬度30°附近的撒哈拉沙漠和卡拉哈里沙漠。在这两个区域,气流逐渐向两极方向流动。气流在完成哈德里环流圈(Hadley cell)的同时,带走了所有水分。右上角由阿拉伯海表层温暖的海水生成的热带气旋和照片中间南太平洋地区强劲的西风带上的中纬度气候分别以高积云和卷积云为标志。南极大陆的轮廓清晰可见。这张照片可以完整地概括全球气候。

标志性的地理图片不仅可以增进我们对于自身地位的认识,还反映了一些文化现象以及作者的关注点。第一幅世界地图出自公元前6世纪美索不达米亚的“世界形象”(Imago Mundi)。这幅地图描绘了巴比伦城与周边城市、幼发拉底河和波斯湾之间的关系,它不仅展示了面临的主要威胁,还描绘了整个文明的延续。大约1 000年之后绘制的第二幅地图“伯伊廷格地图”( Peutinger Map )描绘了罗马帝国的范围和道路。这些道路体现了罗马帝国的运输能力,它们将整个帝国紧密地联系起来。

第三幅地图成为2015年全球性的头条新闻,它代表了我们对人类自身可持续发展的关注,以及所面临的挑战。

重力场双子卫星汤姆(Tom)和杰瑞(Jerry)于2002年5月17日发射升空。这两颗完全相同的卫星是重力恢复与气候实验(Gravity Recovery and Climate Experiment,GRACE)的主要项目,它们位于距离地面500千米的高度,每天围绕地球旋转16圈,向我们传回所拍摄的山脉和水资源的分布情况的图片。这两颗卫星通过测量由质量分布的细微变化引起的重力场变化来获得实验数据。这要求两者的速度有一定的差异。通过高精度(距离为200千米时的精度可以达到微米级别)测量两颗卫星之间的相对距离,它们可以对地球重力进行CT式的整体扫描。这是现代地球测量技术的重大突破之一——可以通过翻转、过滤和分析测量结果来生成地球的精确三维结构。

这项技术的一项关键应用是测量全球蓄水层的地下水含量。水的密度与周围岩石的密度明显不同,这将导致重力场存在细微差别,而这一差别可以通过重力场双子卫星探测到。对全球水文状况的评估总是受到复杂的区域资源现状的限制,很难进行,而且最终的实用性也不高,因为就算得出了这样的综合评估,那也是百科全书式的大部头作品:以章节划分不同河流和国家;数据来源单一,从寥寥几个测量结果和模型中进行勉为其难的引用、推理和假设。这难以引发大众对人类地位的广泛讨论。

不过,在重力场双子卫星发射15年后,其所传回的大量数据让我们第一次了解了地下水使用的综合状况。这是一幅全球性图像,是对地球的实时详细诊断,即便目前还不完整。这个实验已经照亮了水循环最朦胧的部分——位于地表以下的部分。这样的图片足以成为新闻。该实验揭示,全球有1/3的大型蓄水层正在遭受人类的破坏,人们抽取地下水的行为正在逐渐耗尽这些蓄水层。加利福尼亚州的中央谷、阿拉伯半岛和印度河盆地都面临着同样严峻的问题。面对管理好现有水资源这一全球性挑战,各个国家和地区应该联合起来。

科学实践应当与实验数据结合起来,而不是被数据改变。比如,遥感技术还有待进一步提升,它只有与地面勘测技术相结合才具备实际操作意义。实验数据已经开始改变我们对可持续发展的理解,这些数据在未来几年里仍然具有新闻价值。与古代地图和“蓝色星球”的照片类似,这些数据为我们应该关注这个时代的问题提供了强有力的可视化依据,包括对地球全部水资源的关注。实际上,重力场双子卫星已经告诉我们,“蓝色星球”十分脆弱,而且正日渐干涸。 cq+kPyQYie/Ey6L9IhPmtNd01QkYWAvm7dJdGUuVW71F2vwUYkPUGt+nCsGv7uF2

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