汤加火山爆发,各国卫星晒出震撼图片大比拼,为啥咱们有些低调?
时间:2022-07-07 07:00:04 来源:科普之家 作者:时空通讯 栏目:头条 阅读:25
汤加火山爆发给汤加这个小国造成巨大灾难,其火山灰飞入大气层,飘散到周围地区,未来可能还要给世界气候造成影响。我们今天不讨论灾难的后遗症,只说下这次火山爆发,与以往最大的不同是,镜头记录下了那惊天动地的时刻,高科技带给了人们过去无法体验的震撼。
尤其众多的卫星照片,体现了各国的科技实力,让人们从太空鸟瞰到了那惊魂一刻。如上图就是美国GOES-17气象卫星拍摄的,这颗卫星定位在西经137度的赤道上空,正好拍摄到了火山爆发那一刻震撼图像。
日本Himawari-8(向日葵8号)卫星也正好拍摄下了这震撼的一刻。这颗卫星定位于东经140°赤道上空的位置,正好拍摄到了汤加火山爆发的状况。
中国也早就有了自己的气象卫星,同样在高空俯瞰着世界,也拍出了火山爆发那一刻的图像。拍到这些图片的是风云4号B和风云2号F卫星。
从这几张图本身对比,我们卫星拍摄出来的图像似乎并不逊色,很清晰而且层次分明,只是角度稍偏了些,这是为什么呢?
要闹清楚这个问题,先了解一下什么是同步静止卫星
地球同步静止卫星,一般是将人造卫星送入地球赤道上空约36000公里(准确地说为35786km)的高处,与地球自转速度同步运行,24小时围绕着地球转一圈,这样看起来,卫星就像盯着地球一个地方没有动,固定的鸟瞰地球约1/3的区域,与地球同享白天和夜晚。
世界上的气象环境监测卫星绝大多数都是这类卫星。我国风云系列气象卫星先后发射了1、2、3、4号,风云一号发射了4颗,风云二号发射了8颗,风云3号发射了4颗,风云4号发射了2颗。
这些已经发射升空的卫星,有的是用于实验,有的已经发挥了重要作用。最早的1号是1988年发射,现在风云1、2号早期发射的一些卫星大多数已经失效,后期发射的卫星精度和技术水平越来越高,基本都在正常运行中,对国民经济和军事发挥着越来越作重要作用。
这次拍下汤加火山图像的风云2号F卫星是2012年1月13日发射的,定位于赤道上空东经112°的位置;风云4号B是今年6月3日发射升空的,定点在赤道上空东经123.36°位置,高度都约36000公里,监测着地球一片区域的气象环境变化。
而这次爆出汤加火山爆发照片的老美GOES-17卫星,和日本向日葵8号卫星,也都是地球同步轨道静止气象环境监测卫星,运行高度也约36000公里。既然都是运行在高空的卫星,为啥拍摄的角度不一样呢?
这就得说说地球定位坐标的由来了
人们为了将地球每一个位置都能精准定位,就通过将地球表面画上一些虚拟的线条,通过横竖交叉点形成坐标,使任何一个地方都能够用十字架刻画出位置,这些虚拟线条就叫地球的经纬线。
子午线就是地球表面贯穿南北极的一根虚线,这些线就是经线。国际上将通过英国伦敦格林尼治天文台原址的那条子午线(经线)称为本初子午线,也叫0度线。从0度线围绕着地球转一圈,均等画出360根子午线,这些子午线都叫经线。
地球仪或地图一般北极在上,这样,从本初子午线(0度经线)往右数就是东经,往左数就是西经。东经和西经各瓜分一半地球,各有180度,也就是东西经相交重叠在180度,180度经线是同一根子午线。
纬度就是从赤道开始,赤道是将地球南北平分,围绕着地球转一圈的这根线,为0度纬线。往南北极同比例分90等分,就分为南纬90度和北纬90度,从零度开始往北极走就是从北纬1度到北纬90度,往南极走就是南纬1度到90度,南北极点为90度。
为了更细地划分地球的每一个位置,比如你家,你现在站的地方,经纬度在度以下还分成分和秒,1度为60分,1分为60秒。秒以下还可以用小数点来划分,可以划分到一只蚂蚁的位置。
如北京地区的位置为东经116°20′、北纬39°56′,这只是指北京大致的中心位置。北京很大,经纬度都占据了几度,因此要确定北京市内某个地方,就要用分秒来划分,如天安门的位置为东经:116°23′17″,北纬:39°54′27″。
东经符号为E,西经符号为W,南纬符号为S,北纬符号为N;度、分、秒可用“°、′、″”表示。有了这种划分坐标的方法,人们就可以将任意一个地址用经纬度标出来,现代导航就能带着你找到这个地方。
现在说说为啥我们卫星拍摄的图像最偏
从以上动图,我们可以看出,相比老美和日本卫星拍出的图像,我们的虽然也很清晰,但却只是远远的一瞥,怎么就没有拍摄到正面呢?其实这主要是运气问题,并非水平和技术问题。
这次汤加火山爆发,具体的位置在南纬20°32′34.8″与东经174°24′21.6″的位置,这个位置与气象环境卫星所在的赤道纬度相差了20度多点,现在我们忽略纬度偏差,来看看几颗卫星的经度偏差。
美国GOES-17卫星定位在西经137度的位置,距离汤加火山经度相差约49°;日本向日葵8号卫星定位在东经140度的位置,与火山位置经度相差只有34°;而中国的风云4B卫星定位在东经123°位置,与汤加火山位置经度相差52度;风云2号F定位在东经112°位置,与汤加火山位置经度相差62°。
这就是所有的图像都不完全正中的原因,哪颗卫星更靠近一点,拍摄得就更正一点。而我们卫星距离汤加火山爆发的经度,比日美卫星都大,也就是距离最远的,而地球是圆的,越远就越接近地平线了,因此拍摄的角度就比老美和日本的卫星要偏一些。
可见,照片拍得正不正,是客观因素造成的,与技术水平无关。但有人说,风云4号B卫星与老美卫星距离汤加火山的经度只差了3度。而且日本卫星靠得最近,老美的卫星拍摄的火山爆发似乎比日本卫星拍的还要震撼和清晰,这是不是显示了科技水平上有差距呢?
作为一个普通科普作者,并非搞专业研究的科学家,就无法深入解答了。
那么,卫星可以调整轨道赶往现场拍摄吗?
有些朋友问,遇到这种惊天大事,难道不可以调整卫星轨道,前往出事地点侦测吗?从常识来看,当然可以,但代价太大。因为所有卫星上天后轨道是既定的,尤其是同步静止卫星,一般更是不动的。
卫星上一般都带有不多的一点燃料,主要用于调整轨道,让卫星能够保持既定轨道。因为高空大气虽然极其稀薄,但还会有一点残存的大气造成阻力,这样久了卫星就会慢下来降低轨道,如果不提速恢复轨道,卫星就会报废,最终坠入大气层烧毁。
这些燃料都是一次性携带无法补充的,用了就没了。燃料耗尽卫星就等于退役报废了。卫星上天都耗资巨大,如果为了拍摄一张照片,就消耗掉这仅有的一点燃料,这无疑等于自杀,得不偿失。
当然,如果发生了危害国家存亡甚至人类存亡的大事,必须拼死一救,启动卫星变轨去做这类事情也不是不可能的。但问题是,这点燃料能完成这种任务吗?
而且像卫星变轨走向新的轨道这种操作,并非像战斗机一样,只要一转方向舵就成,太空没有空气,变轨完全依靠喷气反作用力,比较慢,既复杂又耗费时日,等到变轨成功,到达突发事件上空,黄花菜早就凉了。
如果为了拍摄汤加火山爆发而变轨,姑且不论能不能成功,即便到了那里,火山也早就熄灭了,甚至火山灰都飘远了。因此依靠静止卫星变轨去侦测此类突发事件完全没有必要,也是不可能的。不知朋友们对我的回答是否满意?欢迎讨论,感谢阅读。
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