卫星图解读地球
作者: 陆其该图片展示的是加拿大东南部附近的大西洋海域,从中可以看到多个高耸的铁砧云。俗话说:天上铁砧云,很快大雨淋。这里的“铁砧云”指的就是砧状云。砧状云是积雨云发展的成熟阶段。图片中部的大片平坦云为砧状云的顶部,平坦结构是由对流层顶的强劲横风吹动形成的。
云量

这张卫星图展示了2024年11月全球各地的平均云量,颜色从蓝色(无云)到白色(多云)不等。赤道附近的云带几乎一整年都待在这里,这条持续存在的云带被称为“热带辐合带”,其实就是北半球的东北信风和南半球的东南信风交汇的地方。风的交汇将海平面温暖潮湿的空气推入高层大气,空气膨胀、冷却,水蒸气又凝结成云和雨。
除了给地球带来雨雪,云层在地球的能量“收支平衡”中也发挥着重要作用。比如,有的云层会将阳光反射回太空,帮地球降温;有的云层则会吸收从地面辐射出来的热量,阻止热量直接跑到太空里去,帮地球保温。总之,云层就像是地球的大气调节器,既“遮阳”又“保温”,功能强大!

水蒸气
这张卫星图展示了2024年11月大气中水汽的平均含量。白色表示几乎没有水汽,蓝色越深则代表水汽含量越高。随着季节变化,一条潮湿的空气带会在赤道南北摆动。它是热带辐合带的一部分,由来自南北半球的信风交汇形成,几乎每天都会给它所在的地区带来雷暴和云。在更靠近两极的地方,越是临近冬季,水汽含量就越低,其中陆地表现得尤为明显,因为陆地冬天降温更快,水汽更容易凝结。
尽管水蒸气在大气中的总质量仅占地球大气总质量的0.25%,但它却是地球气候系统中的关键角色。水蒸气不仅在地球表面和大气之间传递热量,还成了温室效应中最重要的自然因素之一,其贡献甚至超过其他所有温室气体的总和。总之,大气中的水虽少,却是气候调节的“背后推手”,为地球维持温暖宜人的环境做出了重要贡献。
植被

这张卫星图用深浅的绿色描绘了植被覆盖的“生命图谱”。深绿色的区域有充足的雨水和适宜的气候,植物生长茂密,生机勃勃;而棕褐色的地带则是植物“禁区”,一片荒芜。赤道附近植被普遍茂密,而植物稀少的沙漠地区多受副热带高压带控制,因盛行的下沉气流抑制降水导致干旱。此外,大陆腹地,像塔克拉玛干沙漠和澳大利亚内陆,远离海洋或被山脉阻挡致使水汽无法到达,造就了极端干旱的环境。这幅图不仅记录了自然的绿色脉络,也刻画了气候对植被分布的深远影响。
地表温度

地表温度指地球“表面”的温度,但这个“表面”因观察角度而异。对卫星来说,“表面”是它透过大气层所能观测到的任何物体,比如冰雪覆盖的地面、草地、建筑屋顶或森林树冠。因此,地表温度与天气预报中的气温并不完全相同。
这张图上的温度范围从-25℃(深蓝色)到45℃(粉黄色)不等。中高纬度地区的地表温度随季节显著变化,赤道地区则全年温暖,而南极洲和格陵兰岛则常年寒冷。地形也对温度有巨大影响,例如北美的落基山脉,因海拔较高,其地表温度低于同纬度的其他区域。
科学家监测地表温度,是为了研究地球表面释放的热量如何影响天气和气候模式、温室气体增加对地表温度的影响,以及地表温度升高如何作用于冰川、永久冻土和植被等。地表温度图还可用于指导实际生产生活。夏季,农民可利用它评估作物需水量,防止热胁迫;冬季,果农则可借助它预测霜冻,及时采取措施保护果园。

地表异常温度
这张图揭示了2024年7月白天陆地地表温度的“异常表现”。与历史同期气温相比较,红色区域表示偏高,蓝色区域表示偏低,而白色区域则表示接近。从图中可以看到,青藏高原、巴尔干半岛、南极、北极及其周边,以及美国西南部和墨西哥西北部,均出现了显著升温。尤其是巴尔干半岛,在夏季经历了极端高温,干热程度甚至超越了地中海;南极地区更是异常升温,较往年同期高出约10℃。这些高温数据不仅刷新了纪录,也引发了科学家对极地气候变化加剧的深切担忧。

海面温度
这张图上,最冷的海域呈蓝色(约-2℃),最热的海域则呈现粉黄色(35℃)。太平洋沿赤道的大片海域每隔3~7 年都会升温2~3℃,而这种海面温度的变化在全球范围内都会对气候产生深远影响。
2024年5月,地球海洋表面温度达到新高——北纬60°至南纬60°间的平均温度达到20.93℃,创下同期历史纪录。海水升温直接加剧珊瑚白化现象。高温迫使珊瑚排出共生藻类,而这些藻类不仅为珊瑚提供能量,还赋予其色彩。失去藻类的珊瑚变得苍白,甚至可能成片死亡,威胁整个海洋生态系统的稳定。
更令人担忧的是,海面温度升高还与极端气候事件发生的频率增加息息相关。研究表明,当海面温度超过28℃时,极端风暴的发生概率显著上升,而每升高1℃,风暴发生频率就会增加21%。这不仅加剧了珊瑚生态危机,也让全球气候系统更加脆弱。

积雪
从这张反映地球地面积雪情况的卫星图片中可以看出,非洲中部的零星地区也有积雪覆盖,且位置位于炎热的赤道附近。例如,位于非洲中部的鲁文佐里山脉,那里低海拔山区是热带雨林,中海拔山区为高寒草甸,最高峰为斯坦利山的玛格丽塔峰,海拔5109米,终年被积雪覆盖,吸引了全世界的滑雪爱好者前来。赤道附近地区常年高温,怎么会有积雪?其实答案很简单——山区海拔每上升1000米,平均气温就下降6.5℃。也就是说,只要海拔足够高,哪怕山脚下酷热难耐,人们也能在高山区域惬意地滑雪。
野火

地球上的“火焰”从未停止过燃烧。2024年夏季,全球野火更是频繁肆虐。野火的起因既有自然因素(比如闪电),也有人为活动的“助攻”。在加拿大北部的森林,夏季的野火通常是自然触发;而在南美洲,亚马孙雨林和南部塞拉多草原持续三个月的大火,则是人类活动的结果。在非洲,旱季一到,农业焚烧的“火线”会从北向南横扫大陆;东南亚则在每年冬末春初上演类似场景。
在某些生态系统中,火灾竟然成了“自然的园丁”。北方森林和草原中的一些植物,还得靠火灾来开花、繁殖,这是一种独特的生态平衡。但放眼全球,野火的破坏力更为显著。无论是在森林、稀树草原,还是苔原,野火都无情侵袭。据联合国2023年的统计结果,每年有超过370万平方千米的土地被野火烧毁,释放出超过18亿吨温室气体。虽然仅5%的土地遭遇火灾,但却造成了80%以上的温室气体排放量。除此之外,野火烟雾引发的人类呼吸系统疾病和经济损失,也是不容忽视的全球性问题。


总降雨量
降雨图以毫米为单位显示了月降雨总量,降雨多的地方用深蓝色表示,降雨少的地方则是白色。雨水是全球动植物淡水的主要来源,同时也是地球能量循环的重要环节。当地表水蒸发为水蒸气时,会带走太阳加热的地表热量;而当水蒸气在高空凝结为水滴时,这些热量又释放到大气中,成为地球能量收支和气候调节的重要组成部分。
2024年,我国全国平均降水量为697.7毫米,比常年同期多出9%。南北纬度跨度近50°的辽阔国土导致我国各地气候差异非常明显。新疆维吾尔自治区2024年全年累计降水量只有191.6毫米,普遍干燥少雨,而海南省则高达2186.8毫米,形成鲜明对比。

叶绿素
从营养角度看,海洋很大一部分是绿色的。生活在海洋表层的浮游植物为整个海洋生态系统提供营养,依靠的工具就是叶绿素。
叶绿素离不开铁和氮等营养物质,这些营养来自河流径流、风吹尘埃,或通过海底上升流输送到表层。图中叶绿素分布密集区域,要么是大陆周边,要么是高纬度地区,这是为什么?
大陆流向海洋的径流为浮游植物提供了丰富的营养。上升流在沿海地区也更为常见,陆地和海洋之间的温差助长了风,风搅动海洋表面,并推动上升流。叶绿素浓度最高的地方往往是寒冷的极地水域,或有洋流将冷水带到表层的地区,例如赤道和大陆沿岸。这并非因为低温刺激了浮游植物,而是因为深海冷水富含长期积累的营养物质。在极地地区,冬季的黑暗使植物无法生长,表层水中积累了丰富的养分。一旦春夏来临,阳光回归,浮游植物便迅速繁茂起来。