Earth Series: How NASA Sees Our Blue Marble
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NASA 是一个探索机构，我们的使命之一就是了解我们的家园。在 20 世纪 60 年代，NASA 的宇航员在绕月轨道上拍摄到了地球的启示性景象。如今，NASA 使用数十艘宇宙飞船探索我们的家园星球。在本集——关于地球的迷你系列的第一集——我们将与 NASA 地球科学部门主任 Karen St. Germain 一起从太空欣赏景色。</context> <raw_text>0 欢迎收听 NASA 好奇宇宙，这是一个充满疯狂而精彩冒险的节目，适合任何人，尤其是第一次进行太空探索的人。我是帕蒂·博伊德。我是雅各布·皮纳，我想用一个简短测验来开始这一集。帕蒂，不要作弊，因为我知道你懂答案。我来问问题怎么样？开始了。NASA 研究得最多的星球是什么？

好的，现在想想看。我给你一秒钟。你知道，我不会播放《危险边缘》的音乐，但你可以自己哼哼它。好了，时间足够长了。答案是…… 咚咚锵…… 地球。我的意思是，它对我们来说是一颗特殊的星球，因为我们住在这里。此外，在所有已知的星球中，地球是唯一一颗我们确定存在生命的星球。

NASA 拥有超过 24 颗卫星，它们正在从太空研究地球。此外，我们还与其他政府机构、国际伙伴、商业伙伴、大学和各种可以使用我们数据的团体合作。我们正在启动一个五部分系列节目，庆祝 NASA 对我们家园星球的探索。这是第一集。在接下来的几周里，你将听到 NASA 为绘制月球地图而开发的技术是如何为农民提供关于他们农作物的详细数据的。

我们将探索只有 NASA 才能探索的海洋。我们的卫星从太空追踪微生物，并测量全球海平面的变化。我们将从 NASA 数十年来对世界上最大的环境挑战之一——臭氧层破坏——的研究中获得内幕故事。以及 NASA 卫星和飞机如何协同工作来研究全球的空气质量。但首先，我们必须回到起点。

这个故事发生很久以前，距离地球很远的地方，24 万英里之外。1968 年 12 月，NASA 宇航员首次绕月轨道运行。这是阿波罗 8 号任务，它为人类首次登月铺平了道路。

宇航员弗兰克·博尔曼、吉姆·洛弗尔和比尔·安德斯比以往任何人都离我们的家园星球更远。当他们绕过月球的远端时，宇航员们在窗外看到了令人难以置信的景象。哦，我的上帝，看看那张照片。那是地球升起来了。哇，这难道不漂亮吗？那是地球，被太阳照亮，从荒凉的月球表面升起。

在狭小的指令舱内，宇航员们争先恐后地拿出相机。吉姆，你有彩色胶卷吗？快给我一卷彩色胶卷。哦，伙计，这颜色真快。博尔曼、洛弗尔和安德斯看到地球是一个光滑的蓝色球体，上面布满了白色的条纹。它看起来很小，地球之外只有黑暗。嘿，我就在这里。让我出去吧。不清楚。比尔，我这里有一个非常清晰的短语。你明白了吗？是的。

当地球上的技术人员冲洗胶卷时，他们看到了一张月球陨石坑的照片，远处是地球，以及太空的黑暗。如此广阔的太空。今天，这张标志性的照片被称为“地出”。这是一个强有力的象征，它表明了为什么我们需要保护我们的星球。

事实上，在这张照片拍摄后不到一年半的时间里，全世界庆祝了第一个地球日。今天，比尔·安德斯被认为是摄影师，尽管几十年来，他的指挥官弗兰克·博尔曼一直坚持说他实际上拍摄了这张照片。比尔·安德斯后来表示，看到地球如此渺小和遥远，让他意识到我们生活在一个脆弱的小球体上。他这样总结阿波罗任务：

我们千里迢迢来探索月球，最重要的是我们发现了地球。当你站在地球表面时，你环顾四周，你的环境可能很可爱，你抬头看天空，它是美丽的蓝色，也许有云，那里的一切看起来都很可爱。这是凯伦·圣日耳曼。她是 NASA 地球科学部门的主任。但是当宇航员到达我们大气层外的太空，他们环顾四周……

它看起来寒冷、深邃而黑暗。地球看起来像一颗美丽的宝石。这种感觉有一个名字。概述效应。随着我们继续探索太空，宇航员一次又一次地描述了它。我们大多数人自己永远不会有这种体验。但是有了 NASA 从太空看到的景象，你可以重现观察整个地球的感觉。

幸运的是，有一个地方你可以坐下来，让这种景象洗涤你。所以当然，我请凯伦·圣日耳曼和我一起去那里见面。好吧，我们现在站在华盛顿特区 NASA 总部地球信息中心。这是一个我们与公众分享从太空看到的地球以及这意味着什么的地方。

站在地球信息中心，我感觉自己从未如此接近于将整个世界掌握在手中。我应该补充一点，它是对公众开放的，而且是免费的，所以任何人都可以这样做。有一个超宽的视频屏幕占据了大部分墙壁。它就像一个显示地球生命体征的仪表板。我观看动画，显示最新的空气污染和天气模式测量结果，以及全球海冰和海平面的变化。

使这成为可能的技术称为遥感。从地球表面数百甚至数千英里高空，NASA 卫星吸收了大量信息。它们配备了一系列成像仪、雷达和其他仪器。虽然我们获得了地球的全球视野，但我们也可以看到令人难以置信的细节。一项名为 NISAR 的任务预计将于 2025 年发射，它将显示地球表面小至一厘米的变化特征。

当你这样看待地球时，你会注意到我们有时认为理所当然的联系。例如，我们都知道水循环。水从海洋蒸发，在大气中凝结，降落到陆地，流经河流和小溪，然后循环继续。但看到陆地、海洋和空气之间有多少联系是令人震惊的。凯伦指出了她最喜欢的地球景观之一。它显示了世界各地的洋流，按温度颜色编码。

所以想象一下，所有都在运动的彩虹般的颜色，描绘了海洋的运动方式，也描绘了它们如何携带热量。如果海洋不做它们所做的事情，我们所知道的生活将是不可能的。在我开始这份工作之前，我实际上并不知道这一点。我的意思是，我真的不知道。

直到我开始这份工作，意识到是海洋在移动热量，这令人信服，令人信服，它很美丽，它是生命的故事。还有什么比这更好的呢？你有没有，比如当你需要灵感时，你会散步到这里，然后坐下来？我会的。事实上，你知道，并非每一天都是美好的一天，通常在我离开大楼的路上，我会停下来，坐在长凳上，然后……

只是看着我面前的数据。所以，我会的，我确实从看到我们只能从太空看到的地球中汲取灵感和真正的快乐。我们应该上去吗？是的，我们上去吧。好的。跟着你们。为了继续谈话，凯伦带我去了她几层楼高的办公室。在加入 NASA 之前，凯伦是一位研究科学家，然后在几个不同的政府机构担任领导职务。

在她的办公室里，她保存着她一些最伟大的科学探险的纪念品。有一次，她乘坐破冰船从南美洲航行到南极洲。所以这是一个我努力展示从远处测量海冰技术的案例。她曾乘坐雪地摩托在格陵兰岛的冰川上行驶。这将是我们将开始看到冰盖发生一些变化的第一个地方。以及从一切开始的地方的一张照片。

凯伦，作为一名研究生，走出了一架旨在直接飞入热带风暴的飞机。这是他们当你飞过飓风眼时给你的证书。我不确定它是否经久耐用，因为它写着，致所有男士，特此宣布凯伦·圣日耳曼于今日加入我们的……

凯伦于 1988 年通过与 NOAA 的飓风猎人一起飞行获得了证书。现在，我们在《好奇宇宙》中采访过几名飓风猎人飞行员，我可以告诉你，这项工作并非易事。凯伦正在研究吉尔伯特飓风。这是一场横扫加勒比海并在墨西哥登陆的五级风暴。她说，亲眼目睹这场风暴让她永远铭记在心。

这是一场巨大的风暴。这是一只真正的野兽。这是我们在这个半球测得的最低气压。飓风强风延伸数百英里。特别是当它穿过尤卡坦半岛时，破坏性极大。数十亿美元的损失，但更重要的是，数百人丧生。其中一些人被冲到海里，再也没有找到。

直到我回到佛罗里达州的地面上才知道这件事。所以我有了这种并置，你知道，这项非常有趣的科学工作，但随后与人类生活建立了联系，科学确实很重要。在那一天，我说，这种情况永远不应该再次发生。人们不应该措手不及或毫无准备。

那一刻，我明白我可以做这项迷人而有趣的工作，它对生活和生计真的很重要。我还能做什么呢？NASA 何时以及为何首次开始研究我们的家园星球地球？

好吧，我们能够从太空研究我们的家园星球并且这将是有价值的，最早的迹象是在阿波罗时代，当时从太空拍摄了地球的第一批照片。

但此后不久，至少在政府的民用方面，出现了一些必要条件。一个是天气，观察云层和风暴的形成。请记住，在我们拥有卫星之前，你将无法知道飓风正在海上形成，或者在某些情况下预警很少。所以这是最早的传教士之一。另一个与食物有关。

实际上，在 1972 年，我们发射了第一颗将成为 Landsat 系列的卫星。这颗第一颗卫星是在……

在全球粮食危机中发射的。所以其想法是利用太空的有利位置来了解世界各地正在种植什么，这些农作物的健康状况如何。这是我们至今仍在与美国地质调查局合作执行的任务，对世界各地的粮食安全至关重要。所以这是真正让我们开始行动的最初两个任务。

为什么 NASA 继续这项工作很重要？NASA 的研究是什么样的？好吧，我们对我们的家园星球有很多不了解的地方。我认为，我们对月球表面的了解比对海洋运作方式的了解要多，特别是深海。所以总是有更多关于家园和太空的东西需要学习。

有很多协同作用。我们使用相同类型的科学来了解地球的大气和环境，就像我们用来了解人类如何在火星上生存一样。与太空一样，地球上也使用相同的传感技术。这就是探索任务。我们的卫星使我们能够看到地球的某些部分

仍然相对未开发，难以到达的地球部分，例如北极。我们也可以利用太空的有利位置来继续探索我们的家园星球。

你能更多地谈谈研究地球和研究其他行星之间的这种相互作用吗？在我来见你之前，我一直在思考的一个例子是，我们对金星的研究已经足够充分，知道它含有大量的二氧化碳，并且在某些时候一定经历过某种失控的温室效应才导致这种情况。那么，你可以从其他研究太阳系或更远地方的 NASA 科学家那里学到什么？他们能从你这里学到什么，你能从他们那里学到什么？

是的，这是我爱问的问题。这是地球科学团队和行星科学团队之间真正令人兴奋的合作领域。许多模型具有共同的根源。我们用来考虑行星探测的第一个模型是根据地球上的模型构建的。过去曾有过这样的情况，即我们无法使用我们的模型来解释另一个星球上发生的事情

指出了模型中的一个错误，而这个错误在地球上也很重要，对吧？物理定律就是物理定律。化学定律同样是一致的。因此，在太阳系中拥有许多环境来研究实际上只会使我们的理解更加丰富和深入。所以是的，那里有很多合作的空间。

你提到了 Landsat 计划已经有 50 多年的历史了。到目前为止，已经有关于地球及其变化的长期记录。告诉我一些关于，首先，拥有它的价值。当你把这 50 多年放在一起看时，你会看到什么？

是的，这是最令人着迷的事情之一，也是 NASA 工作中非常重要的一部分。我们管理，我们非常小心地保存这些数据记录，这告诉我们很多关于地球运作过程的信息，虽然水循环就是一个很好的例子。

所以我们所有需要在陆地上生存的水，种植食物，洗碗和洗漱以及饮用的水，所有这些我们需要在陆地上生存的水都来自海洋，并通过大气输送到我们这里。然后最终它会回到海洋。简而言之，这就是水循环。我们可以看到它多年来是如何变化的，在某些情况下变得更加强烈，

你知道在许多地区，我们看到越来越严重的洪水。所以只有通过记录才能看到，啊，系统正在发生变化。这对于理解非常重要，因为一旦你理解了，你就可以将这种理解捕捉到模型中。一旦你有了模型，你就可以开始展望未来。

这些模型为你提供了远光灯，让你看到可能即将发生的事情。这在许多方面是科学力量得以释放的地方，因为现在你可以为决策提供信息，对吧？所以有很多方法可以使该记录非常有用。但为我们提供这些趋势以及展望未来的方法是最有影响力的。

所以我很想了解更多关于现在正在进行的一些具体任务的信息。我知道有很多，我知道让你选择最喜欢的可能不会让我得到任何结果。但是如果我问你，你有没有最喜欢的，或者，你知道，你如何才能将这个庞大的投资组合缩小到我们应该关注的一些方面？

哦，天哪，这真的，真的很难。我们有像 Tempo 这样的任务，它正在绘制空气质量图。我喜欢我们的数据直接落入城市管理者手中

帮助他们弄清楚何时警告人们空气质量，以便人们可以为自己做出正确的决定。我们在几年前发射了一对任务。其中一个叫做 SWAT，另一个叫做 PACE。我说它们是一对，因为 SWAT 任务是

正在观测水位，即海面高度，还有河流、水库、湖泊，其保真度是我们以前从未见过的。这使我们能够从太空看到我们以前从未见过的洋流和涡流。所以这个仪器是关于海洋的物理过程的。但它的伙伴 PACE 正在观察生物学。

以一种方式让我们不仅能够识别出海洋中正在生长某些东西，例如藻类，而且还能识别出是什么种类？它是有毒的还是美味的鱼食，对吧？所以现在我们第一次能够以高保真度真正了解物理海洋和生物海洋如何协同工作。这是我非常兴奋的事情之一。如果我不提及这一点，我会感到失职。

即将发射的 NISAR 将是最复杂的雷达之一，我认为是我们发射过的最复杂的雷达。该仪器将能够以厘米级的精度看到地球表面的任何结构变化。也许有一片森林被砍伐了。或者也许是一座建筑物由于地震而发生了一些移动。我可以继续说下去，但我可能不应该。

你稍微提到的一件事是 NASA 如何利用科学，然后将其应用于可以使用它的人，对吧？所以你拥有所有这些数据。你如何找到真正有用的人？你如何，你知道，将你的花生酱和他们的果冻混合在一起，以便他们可以有一些东西可以使用？

你必须去用户或潜在用户见面。你必须了解对他们来说什么最重要。

当你问一个人，无论是农民、城市经理、西部各州的水务经理还是公园管理员，当你问他们，你最难解决的问题是什么？你每天必须做出的最具挑战性的决定是什么？

如果你有这些信息，对你来说会有多大的不同？所以我会给你举一个例子来说明我的意思。所以我说过 SWAT 仪器，它测量海面高度。伟大的。所以我们知道今天海面高度是多少。如果我是沿海城市的一位市长，这可能很有趣。但我真正担心的是五年后会发生什么，对吧？因为我正在进行基础设施投资。

所以当我们可以将海面高度转化为他们应该预期的洪水天数时，现在这是他们可以采取行动的信息。人们有越多的时间来做出决定，为我们认为即将发生的变化做好准备，对我们所有人来说就越好。

当你走访农民和水务经理时，有没有一两次谈话让你从那时起就一直铭记在心，一直在你的脑海中重播？是的，有一次谈话我永远不会忘记。我们访问，这大概是在两年前，我们访问了爱荷华州的农民。这些大多是玉米种植户，但他们也进行一些其他轮作。他们大多是家庭农场主。

现在，为了描绘画面，这些家庭农场主正在经营数百万美元的业务，数百万美元的业务。所以不要认为，你知道，你的后院。他们中的许多人都在务农家庭长大。所以他们谈到了一些情况，他们面临的生长条件的变化。这在许多情况下与……

春季和秋季的变化。它变暖得更早，但随后会出现晚霜。所以，你知道，知道确切的播种时间对全国许多农民来说都是一个真正的挑战。这些爱荷华州的农民说，特别是其中一位，杰森说：“我从父母和祖父母那里学到的务农规则不再有效了。我每年都会调整，尝试一些新的东西，

但我不知道它是否有效，直到我到了季节结束，我才能测量我的产量和作物的质量。这意味着我每年只有一个学习数据点。他说，每年只有一个数据点，我学得不够快，无法确保我能把这个农场交给我的孩子。

这次谈话促使人们讨论一个项目，在这个项目中，我们或许能够建立一个虚拟农场，农民可以进入该农场，并使用作物模型和我们的数据，对可能出现的与天气、温度相关的各种情况以及农民在种植和管理方面所做的不同选择进行大量的假设性情景模拟。

并学习，以便他们能够在今年做出更好的决定。你有没有跟这个杰森联系过，并听到？哦，是的。我们正在与爱荷华州玉米种植者合作启动该项目。所以，是的。所以这些谈话，特别是那些让你铭记在心的谈话，真的可以成为一些好主意催化剂。

我们都生活在地球上，显然，但我们大多数人并没有像你和其他 NASA 科学家那样经常看到地球。你是否发现普通民众对我们的星球要么不了解，要么不理解，甚至认为理所当然的事情我们应该知道？最重要的事情是

这颗星球有多么棒，它是如何运作的。它几乎就像是有生命的，对吧？所有系统如何协同工作。它很美丽，而且非常有趣，对吧？我的意思是……

我们大多数人都会成长。我的意思是，在我进入这个行业之前，我不知道这一点。对。我们都在某个地方长大。我们都热爱我们的家乡，我们的家乡地区。我们看到了人类规模的美丽。但是，当你可以看到全球规模的美丽时，那种敬畏感是我希望我能分享的。是的。你能够让人们看到这一点吗？

我会告诉你，我最喜欢做的事情之一就是偷偷溜进地球信息中心，不告诉任何人我是谁，只是观看。看到孩子们进入沉浸式体验并跑出来说，我想再玩一次，就像他们在游乐园里做的那样，对吧？或者看着孩子们和他们的父母完全沉浸在动画中。我喜欢这样。所以我认为答案是肯定的。

唯一的技巧是如何让更多人获得这种体验。我还有一个问题要问你。你还有什么好奇的吗？哇，这份清单太长了。我一生都在好奇。事实上，能够经历生活并从事这样的工作，这让我每天都能感到好奇和学习，这是一种极大的快乐。多么不可思议的礼物。

我最好奇的是人类将如何利用我们正在产生的知识。我认为这里有很多机会，而且我很好奇我们是否会抓住这个机会并继续前进。好吧，好奇的生活听起来像是一种生活得很充实的生活。我认为是的。凯伦·圣日耳曼是 NASA 总部 NASA 地球科学部门的主任。

如果你想以 NASA 与其他政府机构合作的方式看到地球，地球信息中心的数据可在网上获取。随时在 earth.gov 上查找。我们还有更多关于我们家园星球的精彩故事即将到来。准备好探索我们居住的土地、覆盖地球大部分表面的海洋以及环绕这一切的空气，只有 NASA 才能做到。

这是 NASA 好奇宇宙。我们的地球系列由雅各布·皮纳和克里斯蒂安·埃利奥特撰写和制作。我们的执行制片人是凯蒂·科宁斯。克里斯托弗·金是我们的节目艺术家。我们的主题曲由 System Sounds 的马特·鲁索和安德鲁·桑塔圭达创作。特别感谢 NASA 地球科学团队，包括迈克·卡洛维茨和利兹·弗洛克。

NASA 正在不断开发新的工具和技术来了解我们的星球是如何运作的，并将这些数据用于帮助美国和世界。你可以在 science.nasa.gov/earth 上找到更多信息。如果你喜欢这集 NASA 好奇宇宙，请告诉我们。我们喜欢听听你的想法，所以不要害怕给我们留下评论。

你可能有一个住在地球上的朋友。为什么不把这一集发送给他们，让他们了解更多关于我们都称之为家的这个蓝色弹珠的信息呢？记住，你可以在你最喜欢的播客应用程序中关注 NASA 好奇宇宙，以便在我们发布新剧集时收到通知。这是一个官方的 NASA 播客。