美印衛(wèi)星數(shù)據(jù)全球公開(kāi)，南極冰蓋驚現(xiàn)“蜂鳥(niǎo)”奇景

NISAR(NASA-ISRO合成孔徑雷達(dá))衛(wèi)星是人類(lèi)迄今發(fā)射的功能最強(qiáng)大的雷達(dá)系統(tǒng)之一，如今其觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)已正式向全球公開(kāi)。一幅生動(dòng)的南極冰蓋圖像，充分展示了這顆衛(wèi)星的非凡能力。

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—數(shù)據(jù)正式向全球開(kāi)放

截至7月20日，公眾已可以獲取NISAR衛(wèi)星上兩臺(tái)強(qiáng)大雷達(dá)儀器的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)。美國(guó)與印度的團(tuán)隊(duì)將持續(xù)發(fā)布經(jīng)處理的L波段和S波段雷達(dá)數(shù)據(jù)文件，幫助研究人員及其他用戶(hù)追蹤地球陸地與冰體的運(yùn)動(dòng)、監(jiān)測(cè)森林與濕地等生態(tài)系統(tǒng)的變化，并為應(yīng)對(duì)山體滑坡、地震等自然災(zāi)害提供支持。

此次數(shù)據(jù)發(fā)布正值NASA與印度空間研究組織(ISRO)籌備慶祝NISAR任務(wù)發(fā)射一周年之際，該衛(wèi)星于2025年7月30日從印度薩迪什·達(dá)萬(wàn)航天中心發(fā)射升空。一年來(lái)，任務(wù)工程與科學(xué)團(tuán)隊(duì)一直在校準(zhǔn)儀器、優(yōu)化算法，并以每12天兩次的頻率對(duì)幾乎整個(gè)地球的陸地與冰雪覆蓋區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在此過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)捕捉到了城市街道網(wǎng)格、農(nóng)田、山體滑坡、地震以及墨西哥城地面沉降等全球各地的景象。

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—南極“蜂鳥(niǎo)”影像的誕生

本周二發(fā)布的一幅早期圖像，以極其細(xì)膩的細(xì)節(jié)展現(xiàn)了南極洲一處支離破碎、荒蕪蒼涼的地貌。而巧合的是，這幅融合了科學(xué)與偶然之美的圖像，看起來(lái)竟酷似另一種全然不同的事物，一只蜂鳥(niǎo)。

圖源：NASA

盡管畫(huà)面充滿(mǎn)超現(xiàn)實(shí)色彩，圖像所展示的卻是一處真實(shí)存在的地理特征，扎捷爾亞夫希亞(Zaterjavshijsja)冰原島峰，它位于東南極洲，從一條向東北方向流向海洋的冰流中突兀而出。當(dāng)流動(dòng)的冰川經(jīng)過(guò)這一障礙物時(shí)，山體地形會(huì)在冰層中產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致周邊表面出現(xiàn)大量深深的裂隙，即冰裂隙(crevasses)，在圖像中呈現(xiàn)為銳利的綠色線(xiàn)條。

“首先，這是一幅非常美麗的圖像，其中豐富的細(xì)節(jié)能夠幫助我們理解冰川的運(yùn)動(dòng)方式。其次，由于雷達(dá)信號(hào)往往能夠穿透積雪、深入冰層內(nèi)部，NISAR能夠觀(guān)測(cè)到與光學(xué)影像完全不同的南極冰層特性，”這幅圖像的制作者、NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室信號(hào)分析工程師鄭成洙(Seongsu Jeong，音譯)說(shuō)道，“借助NISAR，我們看到了隱藏在表面之下的世界。”

03

—色彩背后的科學(xué):洋紅與綠色的故事

這幅“蜂鳥(niǎo)”影像基于NISAR的L波段儀器在2025年8月采集的測(cè)量數(shù)據(jù)生成，當(dāng)時(shí)美印任務(wù)團(tuán)隊(duì)正在測(cè)試衛(wèi)星系統(tǒng)。這幅圖像充分體現(xiàn)了這個(gè)年輕任務(wù)的一大特色:既具有豐富信息量、又極具視覺(jué)沖擊力的精細(xì)影像。

圖像中的色彩差異，反映的是不同振動(dòng)方向的極化微波信號(hào)與冰面相互作用及反射方式的不同。在南極洲上空，NISAR以水平極化方式向地面發(fā)射雷達(dá)波。返回信號(hào)的極化方向，水平、垂直，或二者兼有，為判斷反射體或反射面的性質(zhì)提供了重要線(xiàn)索。

以水平極化方式返回的信號(hào)，通常是從較為規(guī)則的表面(如平滑冰面)反射而來(lái)，在圖像中呈現(xiàn)為洋紅色;而以垂直極化方式返回的信號(hào)，則可能是在部分穿透積雪與冰層的過(guò)程中發(fā)生折射，或是在冰裂隙壁等不規(guī)則表面上以不同角度散射所致，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“體散射”，在圖像中以綠色顯示。

圖像中的白色區(qū)域則代表洋紅色與綠色信號(hào)同時(shí)被強(qiáng)烈散射回傳的位置，這可能意味著該區(qū)域表面散射與體散射的比例大致相當(dāng)。

與之形成鮮明對(duì)比的是，同一場(chǎng)景在光學(xué)影像下幾乎完全呈現(xiàn)為白茫茫的冰雪覆蓋，僅能看到些許陰影與波紋提示出山峰的存在，周邊區(qū)域的紋理則暗示冰面并非完全平整。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)Landsat 9衛(wèi)星2025年11月2日拍攝的光學(xué)影像顯示，由于微波能夠穿透凍結(jié)表面，NISAR的L波段雷達(dá)信號(hào)捕捉到的周邊冰原結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，遠(yuǎn)比這幅光學(xué)影像所能呈現(xiàn)的更為豐富。

數(shù)據(jù)獲取方式

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—數(shù)據(jù)獲取方式

NISAR是首個(gè)搭載兩臺(tái)雷達(dá)儀器的獨(dú)立飛行航天任務(wù)，分別為L(zhǎng)波段系統(tǒng)與S波段系統(tǒng)。由于波長(zhǎng)不同，兩套系統(tǒng)功能互補(bǔ):例如，波長(zhǎng)更長(zhǎng)的L波段能夠穿透樹(shù)冠，對(duì)地表進(jìn)行成像;而S波段則可根據(jù)樹(shù)葉大小的不同，對(duì)樹(shù)冠本身進(jìn)行觀(guān)測(cè)。

印度科學(xué)團(tuán)隊(duì)依托位于艾哈邁達(dá)巴德的ISRO空間應(yīng)用中心，近期已開(kāi)始通過(guò)Bhoonidhi門(mén)戶(hù)網(wǎng)站發(fā)布S波段數(shù)據(jù)。

7月20日，任務(wù)的美國(guó)方面開(kāi)始持續(xù)發(fā)布自2025年6月17日以來(lái)采集的全部經(jīng)校準(zhǔn)處理的L波段測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)品。團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)到今年年底前，將完成對(duì)科學(xué)運(yùn)行階段早期采集數(shù)據(jù)的全部發(fā)布。此前，NISAR項(xiàng)目科學(xué)團(tuán)隊(duì)已進(jìn)行過(guò)兩次小范圍數(shù)據(jù)發(fā)布:1月發(fā)布約25個(gè)樣本產(chǎn)品，2月發(fā)布數(shù)千個(gè)預(yù)校準(zhǔn)產(chǎn)品。

與此前的數(shù)據(jù)發(fā)布相同，用戶(hù)可通過(guò)位于費(fèi)爾班克斯的阿拉斯加衛(wèi)星設(shè)施分布式主動(dòng)檔案中心(Alaska Satellite Facility Distributed Active Archive Center)下載最新數(shù)據(jù)文件，該中心負(fù)責(zé)托管和分發(fā)NASA全部合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)。

由于衛(wèi)星幾乎能夠?qū)Φ厍蛉筷懙嘏c冰雪覆蓋表面進(jìn)行高頻次觀(guān)測(cè)，NISAR任務(wù)產(chǎn)出的科學(xué)數(shù)據(jù)量極為龐大，每日數(shù)據(jù)量可達(dá)數(shù)十太字節(jié)(TB)量級(jí)。其觀(guān)測(cè)范圍南至南極點(diǎn)附近數(shù)度以?xún)?nèi)，北至北緯77.5度，覆蓋北極圈以北區(qū)域。

參考來(lái)源:

https://www.nasa.gov/missions/nisar/us-india-satellite-delivers-data-reveals-hummingbird-in-antarctica/