
今年五月份,龙卷风、洪水和其他剧烈天气使美国经济损失了30亿英镑。据统计,单单在这一个月内就报告了412场龙卷风。在中国,同样是五月份,梅雨季节的到来造成了81人死亡,10万户房屋受损,损失总额接近30亿英镑。
有害天气给人类生活造成的影响怎么夸张都不为过。没有什么地方可以避免这种影响:2011年泰国的严重洪水过后,由于许多IT部件生产工厂受损,导致全球IT工业产品价格急速上涨,接踵而来的便是硬盘供应的短缺。
如果能对龙卷风、洪水等事件的预测更加准确,就能使更多的生命幸免于难。静止卫星闪电测绘仪(Geostationary Lightning Mapper,GLM)或许能帮助我们实现这一目标。
洛克希德·马丁公司先进技术中心的副总裁斯科特·福斯(Scott Fouse)说:“有很多活动发生在云层之中,独立于击向地面的闪电,这些活动可以为预测有害天气提供数据。”GLM传感器将整合到美国气候国家海洋与大气管理局的GOES-R气象卫星中,这颗卫星预计在明年发射。
“这是一个堪与哈勃望远镜媲美的设备,利用通常用于观测恒星的技术来观测我们的地球,” GOES-R卫星的首席工程师斯蒂芬·乔利(Steven Jolly)说,“在龙卷风活动形成之前10分钟时,闪电活动会急剧上升,这意味着我们可以凭此拯救更多的生命。”
这种高科技气象设备可以对地球进行每秒500帧的拍摄,还能为飞机提供避开风暴系统的导航服务,并且在地面电网受到威胁的时候还能发出警告。在原始GLM的基础上,科学家还在开发各种应用于不同环境的设备,以满足世界不同地方的需求。
不仅是地球的天气会对我们的生活和飞机运行造成威胁,日冕物质抛射——大量气体和磁性粒子从太阳表面猛烈抛射出来——能在1到3天内到达地球,小规模的抛射会导致卫星停止工作,中止全球通讯系统,干扰飞行器控制和电网运行等。
日冕物质抛射的规模越大,所造成的后果就越严重。“它们能在任何时间发生,”斯蒂芬·乔利说,“取决于抛射出现在太阳上的位置,以及当这些物质到达时遇上的什么区域。地球上有些地方会因此失去电力长达五个月时间。”
每一年,保险公司都要为此类事件造成的电力损失赔偿约100亿美元。一种新的设备——太阳紫外成像器——同样将装载于GOES-R卫星上,它将追踪这类地磁事件,作出相应的警告,以减少干扰和损失。
另一种设备是geoCARB,目前正由洛克希德·马丁公司与俄克拉荷马大学合作开发,它将对地球大气层中的碳水平进行测量,以帮助我们更精确地了解未来几年内,碳元素对地球生命的影响。
2018年10月,近红外线照相机(NIRCam)将由欧洲航天局(ESA)的阿丽亚娜-5运载火箭送到詹姆斯·韦伯太空望远镜上。它将利用日冕仪探测光线。日冕仪可以用于拍摄中心发光天体周围的黯淡物体。借助NIRCam,我们可以获得正在形成的恒星和星系的详细图像。
“通过光谱仪,我们还可以了解入射光的更多信息,比如当时的化学组成,以及观察气体云形成的过程,”斯蒂芬·乔利说,“这将为科学家了解宇宙起源提供线索。”
NIRCam还将帮助我们了解暗物质和暗能量的奥秘,目前的望远镜还无法对这些神秘现象进行观测——尽管我们知道它们在那里。此外,它也将帮助我们了解空间和时间在最基础水平上是如何相互作用的。
“我们认为时间在一个方向上发挥作用,但空间并不是以我们想象的方式出现,”斯蒂芬·乔利说,“空间会由于大型物体,如太阳,而产生涟漪。这种现象是否会导致时间旅行的出现?我不会排除任何可能。”
NIRCam所采集的数据将对世界产生根本性的影响,不仅是对宇宙学家,而且是对人类的宗教和信仰体系。“通过了解宇宙的起源,我们将能够解释许多目前还无法理解的现象。”斯蒂芬·乔利说道。
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