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【转载】【天文爱美丽】 3万公里之外气象卫星眼中的地球:地质独特色彩  

2016-02-20 10:46:48|  分类: 地理教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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来源:重庆Q博士


3万公里之外气象卫星眼中的地球:地质独特色彩

大气研究合作研究所(CIRA)公布了一张地球在真实色彩下和“地质色彩”下的对比图。在地质色彩中,白雪覆盖的地方是白色的,月光笼罩下的地面是紫色的,大多数城市的灯光是黄色的,不过阳光照射下的地面和浅水区域看上去则是它们真正的颜色。

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【天文爱美丽】 3万公里之外气象卫星眼中的地球:地质独特色彩 - shengge - 我的博客据国外媒体报道,日本近日拍摄了一则震撼人心的视频,从22000英里(约合35400公里)之外,呈现了一个“地质色彩”版本(geocolor)的地球。

  该视频由日本气象厅管理的Himawari-8气象卫星拍摄。这颗卫星位于太平洋上空的同步轨道上。从视频中可以看出,白雪覆盖的地方是白色的,月光笼罩下的地面是紫色的,大多数城市的灯光是黄色的,不过阳光照射下的地面和浅水区域看上去则是它们真正的颜色。

  在这则视频发布之前,有一张照片已经在2月10号被公布出来,画面上同样呈现了地球真实的颜色。科学家认为,这是有史以来拍到的地球肖像中最棒的一张。

  据悉,该照片上的天然色彩是通过一种名叫“简单混合对比拉伸”(Simple Hybrid Contrast Stretch,简称SHCS)的最新处理方法还原出来的。该技术由威斯康辛大学科学工程中心与国家海洋和大气管理局(NOAA)共同研发。它使用了一种简单的算法,将四张在不同光谱带上(或在电磁波谱的不同频率上)拍摄的照片合成在一起,从而产生了一张还原地球真实色彩的照片,并且比之前拍摄的真实色彩图片更加清晰。

  Himawari-8卫星每10分钟便能传回一次真实色彩照片,并且每小时至少能传回一张黑白照片,让气象学家更好地研究天气系统,比如将引起大风暴的对流云等。这些图片的精度约为三分之一英里(约合0.5公里),是其它气象卫星分辨率的两倍。不过,虽然真实色彩很有用,但地质色彩能更好地帮助科学家找出地球上独特的地质特征。

  大气研究合作研究所(CIRA)公布了一张地球在真实色彩下和“地质色彩”下的对比图。“地质色彩技术为我们提供了一种简单、但在视觉上很强大的方法,能让我们在垂直和水平的两种纬度上,在多个信息来源之间实现无缝衔接。” 大气研究合作研究所表示。

  “在地质色彩算法的后台,可调节的缩放比例使研发人员可以在两种维度上调节透明度的相对大小。“该技术能够使标准可见和红外线卫星图像的图片质量大大提高。“Himawari-8卫星位于地球上方的同步轨道上,因此,它能够始终待在地球上方的同一区域,对于该卫星来说,这一区域包括澳大利亚,日本和其它地区。

  用于拍摄照片的仪器为该卫星上搭载的高级Himawari成像仪(AHI)。Himawari-8实际上还有一位“孪生兄弟”,和它一起用来观测东亚和西太平洋地区。下一颗卫星名为Himawari-9,将于2016年发射升空。

  “真实色彩”这一用词其实并不恰当,因为这并非人类肉眼看到的地球颜色。我们看到的大多数地球照片都是经过了色彩校正的,才能呈现出我们眼中地球的颜色。但本文中的这张照片是在多重光谱带上拍摄的,因此能反映从太空中看到的、地球的天然色彩。

  今年早些时候,一位名叫查理·劳埃德(Charlie Loyd)的卫星成像分析人员利用卫星在2015年8月5日的24小时内传回的所有照片,合成了一段长约12秒的循环电影,名叫《闪烁的蓝色》(Glittering Blue)。

  Himawari-8卫星拍摄的图片以日本为中心,拍摄到的其它地区还有西太平洋、澳大利亚、亚洲的部分地区、南极洲、还有阿拉斯加。在一分钟的时间里,太阳从西方地平线上升起了5次,沿着赤道向东移动,然后在东方落下。“我尽量对视频中的颜色进行了校正,让它看上去就像宇航员在卫星边上看到的、经过了人眼调整的地球一样。”劳埃德说道。

  “我研究的领域就是卫星成像,如果有人觉得自己看到的东西被“做了手脚”,我对这一点会很敏感,但普通的照相机都会自动做出色彩调整。“我们可以在电视上看到,树木在风暴中被连根拔起,电线杆被纷纷刮倒,电动车被吹到空中,港口上的集装箱一个接一个地摞了起来。台风多发于南中国海和太平洋地区,常在八月出现,先是在温暖的海上蓄积力量,然后在吹过大陆时逐渐减弱。

  劳埃德称,没有哪颗卫星能像Himawari-8一样,展现这么多地球的细节。该卫星拍摄的照片以赤道为中心,集中在印尼查亚普拉附近。“这个角度就像被一个跳舞的人甩来甩去一样,我们能看到他们的脸,但光线始终变幻莫测。”

“Himawari-8卫星比国际空间站和高分辨率成像卫星的轨道高得多,后者的轨道刚刚超过地球大气层。”“如果地球就像视频中一样,只有30厘米宽的话,Himawari-8卫星就位于距离它85厘米之外的位置——从这个距离看向你的屏幕,就像从Himawari-8卫星上看向真正的地球一样。“视频中呈现的细节数量和你用肉眼看到的差不多。”

  为什么视频中看不到夜间的城市灯光

  查理·劳埃德在个人网站上指出,该卫星的摄像头是用来在日光下拍摄的。直射的阳光比城市街道夜间的亮度要亮10000倍。我们的眼睛能自己做出调整,但Himawari-8卫星的传感器则做不到。

  “如果你用过手动挡拍摄的话,请你设想一下,这台照相机的参数为快门速度1/500,光圈f/8,ISO10.”劳埃德表示,“在日光下,它可以曝光得刚刚好,但在夜晚,你根本不可能拍得出城市的夜景。”

  在夜晚,你也许还能从Himawari-8卫星的轨道上分辨出城市的夜景。但除非是在春分或秋分时的午夜左右、并且发生月食的时候,否则你依然什么都看不见。“在其它时候,这就像把一张黑纸朝着太阳举起来、试图看清纸上的一个淡淡的橙色斑点——什么都不可能看到。”劳埃德说道。


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