We're sunsetting PodQuest on 2025-07-28. Thank you for your support!
Export Podcast Subscriptions
cover of episode Earth Series: What's Next for NASA Earth Science

Earth Series: What's Next for NASA Earth Science

2025/5/20
logo of podcast NASA's Curious Universe

NASA's Curious Universe

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
D
Dalia Kirschbaum
J
Jacob Pinter
K
Krista Peters-Ledard
U
Unknown
通过Ramsey Network的播客节目,提供实用财务建议和生活指导。
Topics
Jacob Pinter: 作为一名天体物理学家,我认为在寻找外星生命的过程中,地球是我们唯一的参照物。我们需要尽可能地从地球上获取信息,以便能够识别出宜居行星的迹象。我们必须小心,因为我们只知道一个有生命的行星,那就是地球。所以,我们需要充分利用地球的信息,以便能够识别出宜居行星的迹象。 Krista Peters-Ledard: 我认为地球是唯一已知的宜居行星,因此研究地球对于寻找外星生命至关重要。我们可以将地球作为类比,了解地球大气中的哪些成分可能指示生命的存在。我们可以利用地球的光谱来识别由生命独特产生的物质,然后在其他地方寻找这些物质。了解地球上生命的类型以及生命的大量变异,可以帮助我们想象其他地方可能存在的生命。 Dalia Kirschbaum: 我认为地球科学是关于我们所知的第一个可居住的行星。我们正在使用地球作为类比,来开发其他地方潜在生命的特征。我们可以使用模拟地球的模型来模拟潜在的系外行星大气。我们可以使用模型来模拟数十亿年前的行星可能是什么样子,或者数百万年前的样子,因为大气层随着时间的推移发生了变化。

Deep Dive

Shownotes Transcript

NASA拥有超过50年的地球观测记录。未来50年会发生什么?在本地球系列的最终篇章中,我们将听到两位帮助规划NASA地球科学方向的科学家讲述他们的见解。关于我们赖以生存的星球,仍然有很多未解之谜。作为我们已知的唯一拥有生命的星球,对地球的研究对于NASA寻找其他宜居星球也至关重要。</context> <raw_text>0 您正在收听NASA的好奇宇宙。我是您的主持人帕蒂·博伊德。我是您的主持人雅各布·平特。这是我们地球系列的第五集,也是最后一集。如果您错过了其他故事,别担心。您可以按任意顺序收听。只需知道,还有更多精彩绝伦的冒险故事在等着您,所有这些都与NASA如何探索我们的家园星球有关。

我们已经介绍了研究海洋的任务,海洋如此之大,需要从太空才能看到全貌。我们已经听说了NASA的农业项目,该项目将信息传递给需要它的人们。由于空气污染是世界上导致过早死亡的首要原因,我们已经了解了NASA如何测量空气质量和研究我们赖以生存的大气层。只需在您的播客订阅源中向后滚动即可。您会发现这些故事以及更多、更多故事。

NASA地球科学拥有悠久的历史。一个重要的里程碑发生在20世纪60年代,当时第一批绕月飞行的宇航员从远处看到了我们的家园星球。这令人叹为观止。它导致了一张名为“地出”的标志性照片。哦,我的上帝,看看那张照片。地球升起来了。哇,这难道不漂亮吗?从太空中,宇航员将地球视为一个相互关联的系统。

在阿波罗任务几年后,NASA发射了一颗卫星,为我们提供了新的地球视角。如今,我们拥有超过50年的地球观测记录。我们可以看到在此期间地球表面发生了怎样的变化。

科学家们还可以利用我们今天对地球的了解来创建模型,帮助我们了解地球遥远的过去以及未来可能发生的事情。我想了解更多关于NASA地球科学未来的信息,所以我邀请了几位正在推动这一领域发展的人。我是克里斯塔·彼得斯-莱达德。我是NASA戈达德太空飞行中心的科学与探索主任,自2001年以来一直供职于戈达德太空飞行中心。

我是达莉亚·基施鲍姆。我是NASA戈达德太空飞行中心的地球科学主任。自2009年正式加入戈达德以来。需要明确一点的是,NASA在全国各地都有地球科学家共同努力。克里斯塔和达莉亚在戈达德太空飞行中心领导着其中一部分工作。随着技术的进步,我们对地球的理解也随之提高。我们不断积累数据,描绘出更清晰的画面。

几十年来,一个名为地球观测系统的三颗卫星收集了关键数据

但这些航天器即将完成任务。所以这是一个过渡时期。帕蒂,我可以插一句吗?当然。所以除了是这个播客最棒的主持人之外,你还是一位天体物理学家。你在这个节目中谈到了你在NASA任务中的工作,这些任务发现了我们太阳系以外的行星,数千颗行星。我的意思是,今天我们知道那里有许多、许多这样的行星。下一步是尝试寻找宜居的行星,对吧?而且

也许我们甚至可以在某个地方找到生命。对,但是,这是一个非常棘手的问题。我们必须小心。因为就拥有生命的行星而言,样本量非常小。我们只知道一颗。所以我们必须从我们所知道的出发,那就是地球。我们基本上必须从地球上获取所有可能的信息,以便在我们看到宜居行星时能够识别其特征。

地球是我们唯一既宜居又有人居住的行星的例子。无论如何,我还可以说很多,但是作为今天的地球科学家,我们的嘉宾克里斯塔和达莉亚拥有独特的视角和不同的视角。我真的很想听听她们对此的看法。现在,NASA并不是第一个研究地球的组织,也不是唯一一个这样做的组织。自从有人类以来,人类就一直在努力了解我们周围的世界。

正如宇航员反复指出的那样,从太空中看,地球没有边界。您可以看到所有这些不同的过程共同发挥作用。用这种整体的视角研究地球本身就是一个学科。它被称为地球系统科学。

将地球视为一个系统,以及其所有循环是如何相互关联的。所以这实际上是关于利用所有数据和所有知识以及我们的模型(这些模型包含了知识)来分析过去并为我们提供关于未来的线索。

我们开发了以前从未使用过的技术来了解诸如大气层如何变化、地表如何演变等问题。然后我们用它们来创建这些经过良好校准的数据集

我们的研究人员在世界各地使用这些数据,但财富100强公司也使用这些数据来更好地了解他们自己的商业模式并提高他们的能力。我们真的试图了解这些相互关联的系统以推进科学知识,并且有如此多的影响每天都使世界各地的每个人受益。我对这两位有很多问题,与其他几位处于各自领域顶尖的NASA科学家同处一室总是令人兴奋的。

克里斯塔和达莉亚的研究兴趣相似。事实上,在担任她们目前的职务之前,她们各自领导着一个名为水文科学实验室的小组。所以我们从基础开始。我请克里斯塔解释什么是水文科学。水文科学是对水循环的研究。

在这个实验室的当前构成中,它专注于地球水循环,需要明确的是,因为那里还有其他水循环。我认为水文科学实验室的一些独特之处在于能够获取许多不同的卫星数据,并通过我们所说的数据同化将其整合在一起,以了解我们的水在全球范围内是如何变化的。

我的工作真正关注的是我们如何利用这些数据并将其应用于诸如自然灾害等方面。所以我的研究领域实际上是水文灾害(如滑坡)的应用。因此,我们涵盖了水循环的两个方面,即输入和最终的影响。NASA在整个地球科学事业中的地位是什么?

你知道,我真的很受宇航员梅·杰米森的一句话的启发。她说,当你从太空中观察地球时,你会意识到我们的星球是一个美丽的相互关联的系统,我们都在一起。我认为这就是NASA地球科学的力量所在,那就是凭借从太空获得的这种优势,我们可以看到整个地球,它是如何连接的,从海洋深处到大气层。

大气层顶部。凭借从太空获得的这种优势,这当然是NASA的任务,我们可以理解,不仅在地表和空中能力方面,而且在卫星方面也是如此。是的。而且,你知道,我要补充一点,地球科学是关于我们所知的第一个宜居行星。所以,你知道,我们对生命的一切了解

以及生命如何在行星上运作,都是基于地球的。因此,我们正在利用地球作为一种类似物

在我们开发其他地方潜在生命的特征时。一个非常令人兴奋的领域,当然。你知道,这对我来说非常引人入胜,我是一位天体物理学家,非常,你知道,被系外行星以及在那里找到一个地球2.0(如果这样的东西存在的话)所激励。但作为一名天体物理学家,我研究的一切都非常遥远。我们碰不到它。研究你脚下的地方是什么感觉?

好吧,你知道,地球充满了惊喜。我的意思是,我们还有很多东西并不完全了解。我的意思是,几年前有一篇论文,我们的一位科学家,我们的一位资深科学家,计算了非洲萨赫勒地区树木的数量。首先,树木的数量比我们想象的要多得多。所以他使用了图像和一个经过训练可以识别树木的人工智能模型。你需要这样做才能在这个规模上计算它们。

因此,能够计算单个树木,首先,然后能够计算储存在这些树木中的碳,对吧,这,你知道,这真的让你大吃一惊。就像,哇,我们真的不明白。我的意思是,达莉亚和我参与的另一个任务,全球降水测量任务,就像飓风的CAT扫描。

同样,地球总是有让我们感到惊讶的事情,即使它是我们的家园星球。我们还有很多东西并不完全了解,我喜欢惊喜。所以我认为这是成为一名科学家并拥有告诉我们以前不知道的事情的数据的一大好处。达莉亚,你怎么看?

在夜晚的地球上,我们可以看到社区的变化。我们可以看到自然灾害在哪里导致停电。这对其他组织提供支持来说非常重要的数据。我们可以从卫星上看到这一点,并提供这种理解,这种理解与我们对地球系统的理解相互作用,从而更全面地了解在我们社区和世界各地生活的状况。

有没有哪个地方因为你的工作而让你现在看到的与你开始之前看到的不同?是的,我会说对我个人来说,是我与饥荒早期预警系统网络进行的一些工作,你知道,利用卫星数据来预测干旱和粮食短缺的可能性,能够看到这一点

实时地,你知道,观察土壤湿度和干旱,并从太空中观察植被。因此,能够看到我们正在研究的地球系统观测的现实生活影响。对。并且要补充一点,你知道,除非我们在太空中,否则我们不会在真空中这样做,这显然是我必须开的玩笑。

但我们与我们的联邦合作伙伴一起这样做,对吧?我们与商业伙伴一起这样做,对吧?能够,你知道,我们提供这些长期观测,如Landsat,对吧?这是对我们地表最长期的观测,具有非常精确的测量结果。商业行业利用这些来校准和评估他们的产品,对吧?

获得更高的分辨率。这种互补关系和对诸如农业等事物的理解只是难题的关键部分,那就是我们真的都在一起。我们在各个行业、各个合作伙伴之间,无论是在国内还是在国际上,都有着这种重要的联系。所以并不是说只有一个地方你看到的不同。而是你到处看到的都不同,整个星球都不同。

这非常、非常酷。所以我想谈谈NASA地球科学的未来。但首先,在您在这里工作期间,NASA地球科学是如何发展的?你知道,当我开始的时候

当GPM卫星完全组装好时,我可以进入洁净室。这大约相当于一辆小型校车的大小。我穿上了完整的兔装,那是我第一次这样做。我的身后有工程师在工作,我只是回头想,这颗卫星在短短几个月内将对世界产生多么惊人的影响,对吧?而且它确实做到了。继续了解降水,

测量至关重要。而长期记录是理解变化的基础。因此,能够处于这种状态对我来说是一个非常谦卑的时刻。那是我开始的时候,对吧?所以现在我们着眼于未来。我们正在展望未来的一系列测量。我们开始的地方和我开始时的展望是数据的激增以及这些具有巨大影响的卫星,这些

情况在未来并非如此。所以我认为这是一个挑战,也是一个机会,因为我认为我们可能不会像我们开始时那样以同样的方式在我们的科学中拥有这些大型旗舰任务,但在不同时期却相似。是的。

但我们有机会考虑以不同的方式进行任务,以一种能够加快科学发展、能够更创造性地利用人工智能和建模以及技术发展、与私营部门合作、与各行各业合作的方式进行任务。

所以,尽管我担心NASA的舰队未来会是什么样子,但我同时也为这个机会感到振奋,因为我们可以说,我们如何才能以不同的方式、更高效地、更快地获得科学回报,以便能够了解我们相互关联的地球并进行对进一步了解我们的生活方式和生存所需至关重要的测量。

我喜欢你提到在洁净室里亲眼看到这个天文台的时刻。然后它们就是我们天上的眼睛。是的,确实如此。那么,关于地球,你最想解开的最大谜团或未解之谜是什么?你说我们总是在学习新事物并感到惊讶。有什么你……

现在好奇的吗?是的。好吧,我认为关于水循环现在是如何变化的一个大问题。我的意思是,刚刚发表了一篇关于,我认为是在《自然》杂志上发表的关于全球土壤是如何变干的论文。所以再一次,另一个惊喜。就像,哦,哇。好的。那么这对农业意味着什么?这对生态系统意味着什么?未解之谜是地球系统,特别是水循环将如何变化,因为人们将通过水循环最强烈地感受到变化,对吧?我们依靠水来维持生计、食物和一切。所以我认为这是,你知道,这仍然是一个未知的问题。我们如何在未来更有效地管理水?达莉亚?除了这一点之外,我们一直在思考的事情之一是如何

更好地了解我们呼吸的空气,对吧?所以我们正在谈论行星边界层。它从地表到大约一公里高。所以实际上有80亿人生活在这个区域,我们无法从太空中很好地测量它。因此,我们正在开发新技术,这些技术正在获得更好的

更好地解决这个空气质量影响我们肺部的地方,地表和大气之间的交换对于天气预报至关重要。我很高兴了解我们如何通过一种分散的舰队方法来做到这一点,真正地进行一种全力以赴的努力来以不同的方式测量我们呼吸的空气。

所以克里斯塔,你之前提到过,地球是一个惊人的例子,也是我们唯一已知的宜居行星的例子。但是,你知道,系外行星科学家现在基本上正在推动天体物理学的发展,他们渴望了解我们知道围绕附近恒星运行的数千颗行星,并筛选它们以了解它们与地球的相似程度,地球是我们知道生命可以形成、已经形成的地方。你怎么……

你如何利用我们对地球的了解

来解开所有这些变化,以帮助指导系外行星科学家了解他们可能在寻找什么,这将是那些明显的迹象,而不是什么可能是虚假信号?是的,这是一个很好的问题,对吧?因为当我们观察系外行星时,你知道,我们首先看到的是它的大气层。因此,从地球上,我们可以

将地球作为一种类似物,并说,好吧,大气中的哪些成分可能表明存在生命?因此,这些生物特征,对吧,出现,我的意思是,我不是这方面的专家,但我认为,你知道,我们喜欢想象你可以使用地球的光谱来识别那些生命独有的东西,然后在其他地方寻找它们。对。

了解我们地球上的生命类型以及生命的巨大差异。我认为这是另一个,对吧?所以就像生命可能是什么样子,我们如何利用地球上存在的巨大变化来帮助想象生命?

可能存在于其他地方?你还谈到了大气的建模以及你如何追溯到过去。哦,是的。而且通过这些漫长的变化来研究地球。这是真的,对吧?因为,是的,所以对。我的意思是,所以如果,你知道,我们用来模拟地球的相同模型可以用来模拟潜在的系外行星大气层。

你知道,你回到地球很久以前,你知道,大气层看起来不同。所以你可以,你可以实际使用模型来模拟数十亿年前的行星可能是什么样子,或者,你知道,数亿年前,你知道,因为大气层随着时间的推移而发生了变化,从恐龙时代到地质时代。

然后这就可以用来模拟如果你观察一颗处于早期演化阶段的行星,就像地球一样,你可能会看到什么。但它可能看起来像很久以前的地球,而不是现在的样子。所以就像有一整个地球家族,对吧?我们不仅仅是在研究今天的地球,而且还有整个地球光谱。古地球。非常酷。非常引人入胜的问题,我认为,当我们谈论

今天我们可以根据我们今天对地球的了解所做出的所有决定,并将这些决定推断到过去和未来。对。

你之前确实提到了地球人能够将地球作为一个整体系统来观察的那一刻。是的。在阿波罗时代。我认为,作为一名天体物理学家,当我想到那一刻时,我认为这是,你知道,改变我们对地球、地球科学以及地球作为我们家园星球的看法的那一刻。“地出”尤其如此,对我来说,

引发了许多,你知道,20世纪70年代的环境运动。所以,你知道,作为20世纪70年代长大的孩子,对吧,我清楚地记得

你知道,20世纪70年代发生的事情,比如反污染等等,你知道,只是提高了人们对我们自己星球的警惕性。现在,我们通过卫星数据观察地球已经成为一种非常普遍的做法。你知道,你可以在手机上的应用程序上获得它。你知道,现在已经变得如此普遍。已经发生了这种广泛的理解

进化,因为,我的意思是,不仅仅是我。就像我的家人一样。我认为每个人都比以前更关注事情。是的。我认为,你知道,现在有宇航员要去月球,最终要去火星。问题是,你想让他们在回头看地球时得到什么?首先想到的是,我希望他们看到一些值得回来看的东西。嗯。

对。因为我认为现在正在发生很多事情。我们已经看到我们的环境发生了很多变化,我们越来越了解从太空观测地球的机会。我们有新的方法来看待科学以及这些科学如何影响每天的每一个人。所以我们希望能够继续这样做,继续

继续展示那些没有边界的地球图片,对吧?这有助于我们了解事物的这些方面是如何联系在一起的。我认为这就是“地出”所做的,对吧?“地出”让每个人都回头看,意识到他们没有看到,你知道,他们看到的地球与他们在陆地上看到的地球非常不同。我认为我们需要不断地被提醒这一点。

我认为我们会,对吧,因为我们正在重返月球,并且我们计划留下来。所以很多人会将“地出”视为他们日常生活的一部分,月球日复月球日的生活。这将是惊人的。所以现在我们在这里。NASA拥有超过50年的地球观测记录。你希望未来50年地球科学会是什么样子?

我们正真正进入一个地球系统相互作用的时代,这是我们以前从未见过的。我们已经了解了很多关于物理学的知识,我们的地表、海洋、大气是如何相互作用的,这些联系是什么样的。但我们正在走向一些未知的领域。我们一直在那里前进。了解过去可能不足以预示未来。所以我认为……

我们要去的地方是,我想了解我们如何才能更好地跨学科联系,以及我们如何才能更好地与我们的社区联系,以赋予人们我们以及我们的联邦合作伙伴及其他机构提供的权力,数据和能力,以真正地联系起来。

创造有韧性、繁荣的社会。所以对我来说,未来50年是关于联系和影响的,因为我们在NASA推动技术发展。克里斯塔,你呢?

你知道,我在想我的孩子们,对吧?他们50年后会在哪里?另一个正在发生的大变化是人工智能。这将把我们带向何方,你知道,当我们拥有,你知道,通用人工智能时?这将如何帮助我们建立这些联系?

当数据如此之多,难以分析时,有时很难做出决定。对。因为这让人不知所措。是的。所以我乐观地认为,这些进步将帮助我们解决其中一些问题,因为达莉亚是对的。我们正处于未知领域。所以,你知道,我们可能需要——

以不同的方式提出问题,以不同的方式思考,使用可能与我们思考方式或我们接受的训练方式相邻的数据。所以,你知道,跨越界限在未来可能比以往任何时候都更重要。达莉亚?我认为NASA在那里可以发挥非常重要的作用。我们已经开发了这些

长期数据集,这些数据集是权威的,公司利用这些数据集来开展业务,或者他们利用这些数据集来相互校准他们的卫星。所以我认为政府在推动技术发展方面所扮演的角色,在没有商业模式的领域,我们可以降低这种风险,然后将这种技术转移给其他人,让他们做得更好、更快、更便宜。你知道,我们必须拥有这种开拓性的动力,然后才能帮助其他人快速前进。NASA的研究和一般研究是推动我们创新生态系统的火箭燃料。这至关重要

这种火箭燃料继续推动我们前进到下一阶段。有时,应用直到最初工作几十年后才会出现。我们无法预测下一项技术将会是什么。因此,它的种子可能正在现在生长。因此,对国家来说,拥有这些种子非常重要,对国家和世界来说都是如此。

最后一个问题,你们俩。你们还有什么好奇的吗?好吧,我非常好奇我们将在宇宙中的哪里以及何时发现生命。我的意思是,我认为这是我们时代的一个重大问题。所以我很兴奋。我的意思是,它可能在冰冷的卫星上吗?它可能在系外行星上吗?我的意思是,我非常好奇这将何时何地发生。我认为这将在我的有生之年发生。

拭目以待。而且我很好奇我们如何才能做得更好。你知道,有很多未知的未知数,那些惊喜可以追溯到我们开始时,我们将用我们甚至无法想象的可能性的数据来发现什么。真正地,对我来说,这就是下一代的样子。你知道,他们是怎么样的

将如何定位自己来突破界限,提出改变人们日常生活的新能力。所以这真的是每天激励我的动力,我们如何才能为未来做得更好。好吧,感谢你们两位来到这里并与我们交谈。我们对NASA地球科学的未来感到非常兴奋。我可以告诉你们,你们将把我们带到伟大的地方。非常感谢。那是克里斯塔·彼得斯-莱达德和达莉亚·基施鲍姆。

这就是我们地球系列的结束。我们很高兴您收听。即使这个故事结束了,还有很多东西需要探索。您可以在science.nasa.gov/earth上找到有关NASA地球科学的更多信息。您可以在earth.gov随时查看我们对地球的全球视野。这是NASA的好奇宇宙。我们的地球系列由克里斯蒂安·埃利奥特和我雅各布·平特撰写和制作。

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的地球科学团队,包括迈克·卡洛维茨、杰克·里奇曼和珍妮丝·哈蒙。如果您喜欢NASA的好奇宇宙:关于地球的一切这个迷你系列,不要害羞,给我们留言。我们喜欢听到您的想法,所以不要害怕给我们留下评论。

而且我敢打赌,你有一两个朋友想以全新的方式看待地球。为什么不把这一集发送给他们呢?这样他们就可以了解更多关于我们家园星球的信息,并且在派对上可以分享一些新的有趣事实,除了他们总是使用的那几个。别忘了,您也可以在您最喜欢的播客应用程序中关注NASA的好奇宇宙,以便在我们发布新剧集时收到通知。好的,我们现在休息一下。别担心,我们很快就会带着更多精彩绝伦的冒险故事回来。

在那之前,保持好奇。这是一个官方的NASA播客。嘿,NASA粉丝们。如果您想了解更多关于载人航天飞行的信息,我认为您会喜欢休斯顿,我们有一个播客,这是位于德克萨斯州休斯顿的NASA约翰逊航天中心的官方播客。休斯顿,我们有一个播客。

我是加里·乔丹。我是戴恩·特纳。每周,我们的团队都会采访专家、科学家、工程师和宇航员,带您深入探讨围绕载人航天飞行和NASA科学的有趣话题。您可以在您最喜欢的播客应用程序上收听休斯顿,我们有一个播客,或者在nasa.gov/podcasts上找到我们和机构周围的其他播客。