图1 马丘·比丘，这个在1983年被认定为世界遗产的”空中城市”，位于秘鲁南部雄伟的安第斯山脉的尾部，海拔2430米处，见证了南美最大的印加帝国辉煌的过去。1911年7月24日，一个美国青年在原著民的帮助下，在热带原始森林中找到了这座印加帝国最后的城市遗址，从此，”失落的印加帝国”享誉全世界。遗址的魅力还在于这座石头结构的城寨巧妙地利用山根和地面凸凹不平的地势，达到了自然与建筑的完美协调。（图片来源：wiki）

16世紀，秘鲁Perú，这个曾经辉煌一时的印加帝国所在地，在当时最强大的西班牙舰队摧毁下，一去不复返。他们被彻底征服了，从此，秘鲁文明的根基，他们的国语，改姓了西班牙。

幸好，秘鲁的海岸线没有像轮流做庄的皇帝一样风雨飘荡。而且，太平洋发给了秘鲁一张用”水”写成的优惠卷。这太不公平了，秘鲁拿起这张优惠券，就代表了对世界最著名的渔场-秘鲁渔场的拥有权。

图2 海洋并不是静止的，整个海洋的水就像人体血液一样在循环往复，我们将全球最大的海水运移叫做洋流。太平洋赤道地区，海水在太阳直射下一年四季都很温暖，在东面吹来的信风的鼓动下，海水夹带着大量暖气从东往西流。于是在正常年份，太平洋的西面，也就是印尼、菲律宾和澳大利亚东北部一带温暖湿润。但是别忘了，表面的海水被吹走了，就会有其他海水流过来补充。于是，一股寒冷的水流在海底，经南极边缘，带着一身”冷酷”，悄悄地运动到了南美，当水流碰到了秘鲁突出的海岸线时，水流前途受阻，被迫抬升，这恰好补充了秘鲁附近被信风吹走的海水。这股寒流将海底的有机物带到了海面，吸引了一大群一大群鱼儿，从此，这里就成了世界上最著名的渔场-秘鲁渔场。这不是太平洋发给秘鲁的优惠券吗？（图片来源：wiki）

但是，秘鲁的渔民发现太平洋有时并不友好，特别是到了圣诞节前后，海边的风变弱了，平时温度较低的海水温度升高了，水中的浮游生物也跟着减少了，更要命的是，鱼也大大减少了，这是怎么回事？莫非这是上帝的旨意？要求秘鲁的渔民回去庆祝小耶稣的诞生？

可怜的秘鲁渔民无法解释这个现象，于是用他们的国语-西班牙语，给它取了个名字-El Nino，这就是大名鼎鼎的厄尔尼诺。在西班牙语里，他的意思就是”圣婴”，也就是圣诞节期间的小男孩的意思！

这个”兴风作浪”的小男孩真不简单！直到1997年，一颗卫星的报告让世界彻底认识了这个小男孩的威力。

图1 GPS卫星总是高高在上，位于地球10000公里以上。而一般的气象卫星不过几千公里的高度。为什么呢？因为如果要更好地观测地球，他们就要尽可能贴着地面，太远了分辨率自然就降低了，而且越靠近地球，飞得也越快，这样一天就能覆盖更多的范围。比如图上这颗卫星，距离地球1336km，每秒钟飞7km左右，约10天就可以把全球所有的海面覆盖一遍。当然，这颗卫星的轨道，也就是自己的高度，是由高高在上的几颗GPS卫星精确给定的。那为什么不让卫星飞得再低点呢？太低很容易掉下来啊，太低了被人拿竹竿子（或导弹）捅下来怎么办？（图片来源：NASA）

1973年，人类历史上第一颗测高卫星Skylab S-193（天空实验室）由美国发射升空，人类进入空间卫星测高的年代，但是卫星测高一开始的精度并不高，为什么呢？如果卫星连自己的高度都测不准，那又怎么精确地测地面的高度呢？

当然，人类要想办法解决这个问题。早在50年代，GPS（全球定位系统）就开始走进了科学家的视野。1989年2月4日，在经历很多颗试验卫星后，第一颗GPS卫星正式发射成功，随后，他们彻底改变人们对时间和空间的精度概念，改变了世界。

1992年，一颗名叫Topex/Poseidon的卫星由法国和美国联合发射成功，这颗卫星身负一个重要的使命，就是精确地测量海平面高度。在GPS卫星的协助下，这颗卫星的测量精度可以高达4-5cm，于是，从1992年开始，我们就有了全球海平面高度变化的精确资料（验潮站也有资料，但是验潮站通常位于海边，受到干扰多）。请看下面视频，为1992-2007年的海平面高程变化，红色的表示比多年平均值高，蓝色的表示比多年平均值低，这些资料不仅仅来自Topex/Poseidon，还包括2001年发射的Jason-1卫星测高资料。

测量海面高度的基本原理就是，卫星向地面发射电磁波，然后接收地面（或海面）对电磁波的反射波，根据距离=光速×时间，就可以求出卫星距离地面的高度了，而卫星自己的轨道高度可以由GPS卫星精确给出，相减就可以得到地面的高度。（见图1）

1997年11月，正当秘鲁的渔民又开始为反常的气候烦恼不已的时候。科学家在这颗卫星身上发现了有意思的东西：卫星记录的太平洋赤道两端的海水高度和往年大不相同（请你再回头观看视频，注意1997年的时候）！这立刻引起了科学家极大的注意：是什么原因引起海水的高度差呢？这和秘鲁渔民所称呼的”厄尔尼诺”有什么关系呢？

真相终于大白了！

这种海平面高度差异就是厄尔尼诺这个小男孩”兴风作浪”引起的，小小男孩真不简单！

从1997年开始，厄尔尼诺，这个小男孩开始正式进入新闻社交界。但是，小男孩的脾气实在让科学家摸不着头脑，至今人类还不知道这个小男孩是谁生的。更要命的是，小男孩的身世还没弄清楚，又来了一位神秘的小女孩！

图2 3 正常时（上图），赤道一带吹东信风，在风里作用下，太平洋赤道西面的海平面要比东面高，气候也更多雨湿润！但是当厄尔尼诺发生的时候（下图），赤道上空的信风风向变了！东风变成了西风，也就是说，这个时候，太平洋赤道东岸的海平面升高了，而且由于这些风把大量的雨水带到了东岸，使得原本干燥的东岸多雨，温度升高，冰冷的寒流无法上升，导致鱼类因为缺少食物而大量减少。（图片来源：气象之友）

图3 这两颗卫星一颗是Topex/Poseidon，一颗是Jason-1。Jason-1也是法国和美国的合作产品，在2001年升空，是Topex/Poseidon的后续产品。很不幸的是Topex/Poseidon在2006年1月18日因为动力故障关闭，从此成了一颗游荡在地球外的孤魂野鬼。而这个鬼，曾为人类对全球的气候和海洋变化研究，做出了丰功伟绩。

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图 这是TRMM卫星根据空气中的水汽得到的龙卷风三维图，最高处为13km多（一般的高云为6km左右）。这里暖气来自墨西哥湾，拉尼娜可能起了”推波助澜”的作用。©NASA

TRMM全称是Tropical Rainfall Measuring Mission satellite ，热带测雨任务卫星。 美国的卫星通常都是带着一定的使命（Mission）上天的。

全球下雨最多的地方主要分布在热带和亚热带，在TRMM卫星发射之前，我们不能准确地知道一个地方到底下了多少雨。有人可能会说，不是有气象卫星吗？

是的。虽然有些气象卫星可以拍摄气象云图，但是有云的地方不一样下雨，即使下雨，也并非所有雨都能够顺利地降落到地面，可能在半空中就挥发了，而且，这些气象卫星通常不能穿透云层。（?）（注：这些气象卫星搭载的传感器可能是可见光（和人眼看到的差不多）和红外遥感（适合用来测量温度），他们波长短，不容易穿透云层，都对云层”望而生畏”。）

因此，科学家希望能有一颗能够穿透云层，测量一个地方降雨量的卫星。于是就有了这颗TRMM卫星，原理是通过测量地球或大气的微波辐射能量（任何物体都会发射电磁波辐射能量，因此有颜色有温度，但微波波长长，可穿透云层，具体细节我还不清楚）。如果知道了降雨量，就可以用来预测风，洋流，洪水或干旱。

发射时间：1997年11月27日，在日本发射

轨道：和赤道35度角，距海平面350km

周期：91分钟一圈。24小时可以转16圈，尽可能地覆盖热带地区。

上图是NASA的TRMM卫星所获取的美国南部龙卷风（兼暴雨）所经地区的降雨量密度分布图，从图上我们可以知道某一个地区某一小时的降雨量。

几天前我在文章2008年2月美国南部遭遇龙卷风图片中提到过这次龙卷风灾难，TRMM卫星的另一个例子是热带气旋Gula，卫星极大的扩展了人类的”视觉”。

TRMM卫星的主页在这里，更多TRMM介绍在WIKI。

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首先我很佩服她不怕危险勇敢地拍下了这张照片，中国专门拍摄自然灾害的摄影师好像还没有 ，其次我觉得能够思考一些科学问题比较好，特别是思考发生在身边的事，学科学更要用科学。

有些表面看起来很简单的问题，比如如何计算浪高，实际并不好回答。我没有好好思考过这个问题，据有限的知识给她回信说：

一种就是卫星测高，精度可以很高（精确到4-5cm），例如2004年底的苏门答腊地震海啸发生后，一颗叫Jason的卫星就把海啸波的高度记录了下来，最高和最低的地方却只有1m不到，比你照片上的海浪要低。但是这里1m指得是波浪在大海还没到海边的波浪高度，到了海边，可以形成5-6米的浪高。

再想想看，我们都说温室效应，海平面升高了，那他们怎么测量海平面升高了呢？除了卫星，水文站当然也可以测，我没见过水文站，我猜他们是在一个和外面海水相通的管子里放上一个浮标，浮标的高度可以用电子信号记录下来，这样每一天，每一分钟，水面的高度都有，还可以画出曲线。但是一个浪打过来，浮标就会升高，因此要测量总体海平面升高，还需要扣除这些随机干扰，做一个长时间尺度的平均。

今天我就顺便简单介绍一下Jason。

世界上有两颗卫星是专门用来测量海平面高程（Ocean Surface Topography）的，一颗叫TOPEX/Poseidon，另一颗叫Jason。TOPEX/Poseidon是1992年发射的，Poseidon是希腊神话中海洋之王波士顿的意思，Jason是2001年发射的，它为什么叫Jason呢？

本来这个卫星计划在7月份（July）发射，可由于后来不断拖延，经过July August September October和 November，直到12月份才发射，于是科学家就将这颗卫星所耽误的这几个月的首字母组合起来，取名Jason。这个卫星的精度可达到2cm，每10天重复同一个轨道。卫星的可视区域在地球上的投影是一条宽宽的线，这条线的宽度就是2km。

下面第一个视频是Jason卫星在2002年-2003年期间连续测得的海平面高度。红色的表示比多年平均值高，蓝色的表示比多年平均值低。这里想说明：海平面的高度同样可以指示海洋表面温度，高温的海水使海平面升高。因此，你可以看到2002年太平洋赤道有一段时间，红色和蓝色很分明，靠近南美的是红色，说明温度高，靠近印尼，澳洲北部是蓝色，说明温度低，这就是厄尔尼诺现象。视频©NASA

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图1 这是迄今为止地理位置最精确、无云彩遮挡的高分辨率彩色南极洲图像。到LIMA免费看，免费下载吧。

这条消息是从Planet Earth的杂志上看到了，杂志是今年年初发布的，看到消息我很兴奋，到网上一看，却发现是去年11月份的事情，如此看来，传统媒介在新闻宣传方面看样子已经远远落后于网络了。

Landsat Image Mosaic of Antarctic（Landsat卫星南极拼图，简称LIMA）是美国地质调查局（USGS）、美国国家科学基金会（NSF）、美国航空航天局（NASA）等三家美国研究机构与英国南极调查局（BAS）合作完成的。整个南极这么大，但分辨率达到了15米，由Landsat-7号卫星拍摄的1100张图片拼接而成。难不成和PhotoShop一样，一点一点接？这也没办法，卫星的视野和人的视野一样，只能扫描到一定的面积，所以，高分辨率的大图都是拼接的，Google Earth也一样。

Landsat是美国的一系列卫星。从1972年开始，美国送1号上天，一直到1999年的Landsat7号。我对中国卫星了解很少，希望以后能看到嫦娥7号8号的飞刀冥王海王星。从wiki上扒下这7个家伙的生日：

• Landsat 1 (originally named Earth Resources Technology Satellite 1) – launched July 23, 1972, terminated operations in 1978
• Landsat 2 – launched January 22, 1975, terminated in 1981
• Landsat 3 – launched March 5, 1978, terminated 1983
• Landsat 4 – launched July 16, 1982, terminated 1993
• Landsat 5 – launched March 1, 1984, still functioning. ^{[1] [2]}
• Landsat 6 – launched October 5, 1993, failed to reach orbit
• Landsat 7 – launched April 15, 1999, still functioning, but with faulty scan line corrector (May 2003)

图2 Landsat-7卫星，分辨率为15-60米，至今网上流传多是IKNOS卫星，而据说美国的军用卫星”锁眼”分辨率竟然达到了0.1m，一颗卫星竟然可以看到地上的一只鸡。（来源：wiki）

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图1 这是日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和日本放送协会（NHK）在探月卫星”月亮女神”上成功拍摄到了高清晰的地球影像，拍摄距离地球约11万公里。

2007年9月14日日本发射探月卫星”月亮女神”，目前状态正常。

2007年10月5日，”月亮女神”成功进入月球轨道，并预计在12月中旬正式开展探测活动。

日本的月亮女神”辉夜姬”

“月亮女神”是日本绕月探测卫星英文名称的意译。它在日本还有一个昵称–”辉夜”。这个名字取自”辉夜姬”，她是日本家喻户晓的民间传说中美丽的月亮公主。

“辉夜姬”是日本古老传说《竹取物语》中的主人公，是在月亮上诞生，尔后落入凡间的美貌女孩。传说中，一位伐竹子的老翁在竹子芯里发现了一个可爱女孩，便把她带回家去抚养。3个月后女孩就长成妙龄少女，美貌举世无双，取名”辉夜姬”。

世间的男子都梦想让”辉夜姬”做妻子，许多公子王孙终日在老翁家周围徘徊。”辉夜姬”提出嫁给能找到她喜爱但却难以获得的宝物的人，使求婚者都没能如愿。最后登场的皇帝想凭借权势强娶”辉夜姬”也以失败告终。”辉夜姬”在中秋之夜迎来月宫使者，回到她本该属于的月球。

有一篇文章从文化的角度写中国、美国、日本、印度、俄罗斯为自己的探月卫星取名背后的文化传统，很有意思。

图2 11月7日，日本公开”月亮女神”卫星拍摄的月球表面照片。这是首次传回地球的照片。而整个摄影工作于上月31日就开始进行，摄像机从约100公里的高度对月亮分两次进行了拍摄。据悉今后”月亮女神”还将拍摄地球从月球”地平线”升起的”地出”景观。图片来源：JAXA/NHK

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特殊性：我国第一个月球探测卫星。

体重：2吨多，2350千克。

寿命：一年工作期。执行任务后将不再返回地球。

长度：18米，两个房子的长度。

任务：1，月球表面三维影像探测；2，月表化学元素与物质探测；3，月壤厚度探测；4，地月空间环境探测。

搭载歌曲：30首播放歌曲 例如　《谁不说俺家乡好》《爱我中华》《歌唱祖国》。到时要广播，但不提供mp3下载。

运行方式：月球极地轨道，能把月球的每个角落都拍下来。

三部曲：发射嫦娥是第一步，第二步是通过载人航天飞船把人送上去；第三步是走进太空阶段，实现人类登陆其它星球的计划。 更多请参考：百度百科

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图　这是2004年拍摄的高清晰度地球影像，分辨率高达500米/像素。（图片来源：NASA）

8月1日报道，美国宇航局（NASA）最近公布了迄今最为详细的地球真彩照片，这些清晰的照片是用一颗卫星拍摄的照片拼接而成，该卫星对地球的陆地表面、海洋、海冰和云进行了观测。

利用卫星拍摄到的这些画面，美国宇航局的科学家已经将地球表面的观测图像拼接在一起，并通过拼接制作了一幅地球的彩色拼图。利用收集起来的这些照片制成的彩图完整且详细地描绘出地球每一平方公里的景象。地球上的城市的亮光和海洋的浮游植物都清晰可见。

这些图像中所包含的多数信息来自一套叫做中分辨率成像光谱仪(MODIS：Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)的遥感设备。这套设备从地球上空700公里处拍下这些画面，它为科学家们观测和研究各种各样的地球生物提供了一整套工具。这些照片是根据在差不多3个月的时间里收集的观测结果或照片绘制的，而且每8天就收集一次，以保证云不会阻挡该传感器在任意一天的视线。

这些”蓝色星球”照片是美国宇航局”可视地球”目录的一部分，该目录也提供了地球夜间的照片，从太空展现了巴西境内森林砍伐的范围。

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