【天問天天問】遙感衛星在日常生活中有什麼用？

不少學生問：什麼是遙感衛星？遙感衛星簡單說是「居高臨下」地觀測地球大氣、陸地、海洋的人造衛星，利用遙感器收集地球大氣目標輻射或反射的電磁波資訊，並將這些資訊返回地面進行處理、加工和判讀，從而獲得有關地球環境、資源和景物等資料。

其中，遙感器按照工作波長的不同可分為：可見光遙感器、紅外遙感器、微波遙感器等。遙感衛星主要在太陽同步軌道、地球靜止軌道運行。中國已研製發射了陸地衛星、氣象衛星、海洋衛星等遙感衛星以及返回式衛星。「高分」系列衛星（中國高分辨率對地觀測系統）屬於陸地衛星，是我們的重大專項之一，「風雲」系列衛星是和百姓生活息息相關的氣象遙感衛星。

遙感衛星用熱紅外遙感器探測地面溫度，可以達到0.1℃的精度，用它尋找熱導率與一般岩石有顯著差別的鹽類和燃料礦非常有效。雷達圖像對地形、地貌、斷層等反映清晰，對於研究、尋找成礦及貯存礦產的地質構造特別有利。合成孔徑雷達更具有「揭露」功效，能夠穿透植被、一定厚度的冰層和沙漠，使被掩蔽的地形和岩石顯示在圖像上。

地質遙感的基礎：反射電磁波

那地球資源衛星是怎樣探測地球表面，乃至埋在地下深處的礦產資源呢？從物理學上說，電磁波輻射是自然界的一切物質運動形式，任何物體只要溫度高於絕對零度(-273℃)，就有輻射或反射電磁波的能力。

當然，礦物和岩石同樣具有輻射或反射電磁波的特性，由於它們的性質和特點不同，反射能力也不同。例如，在可見光和近紅外波段，非金屬礦物磷灰石反射電磁波的能量就比金屬礦物黃銅礦大得多，礦物在輻射或反射電磁波能量方面的這種差別，就是進行地質遙感的基礎。

那地質判讀又是怎麼一回事呢？簡單說來，就是識別遙感圖上的地質資源。判讀要根據地質科學理論和工作經驗，參考已有的地質資料，把遙感所獲得的大量地質資訊經過處理分析，辨認出不同的礦物和地質現象，再通過野外驗證，最後判定出不同的岩石、地層、構造，並研究它們的形成以及在不同地點不同地質歷史時期的變化規律。

絕大部分礦產都埋藏在地下深處，航天遙感又是怎麼尋找到它們的呢？

地球上許多地質構造和岩漿活動現象是通過地貌顯示出來的，地球上礦產分布也是有規律的。這種規律與成礦的地質條件有關，在遙感圖像上正能顯示這種成礦地質條件的規律，這樣就可以利用衛星圖像來尋找礦產資源。例如，首都鋼鐵公司（首鋼）同有關部門根據我國衛星遙感資料指示的地區進行了實地勘察，在北京郊區某地找到了7個成礦預測區；冶金工業部根據衛星遙感資料，在內蒙古尋找到金屬礦等。

觀測夜幕中的地球

地球輻射又稱長波輻射或熱紅外輻射，是指由地球（包括地面和大氣）放射的電磁輻射，其波長範圍為4~120μm，輻射的最強波長約為9.7μm，為長波輻射。

地面的輻射能力主要取決於地面本身的溫度，由於輻射能力隨輻射體溫度的增高而增強，所以，白天地面溫度較高，是因為地面輻射較強；夜間地面溫度較低，是因為地面輻射較弱，地面發出的長波輻射，除部分透過大氣奔向宇宙外，大部分被大氣中的水汽和二氧化碳所吸收，其中水汽對長波輻射的吸收更為顯著，因此，大氣，尤其是對流層中的大氣，主要靠吸收地面輻射來增熱。

氣象衛星遙感儀器觀測同樣依靠反射或輻射的電磁波，包括宇宙射線、太陽輻射、地球大氣熱輻射、無線電輻射等。我們平時可以看到的光只是電磁波譜中很小的一部分，電磁輻射還包括了人眼不可見的波長更短的X射線、紫外線以及波長更長的紅外輻射和微波輻射等，遙感儀器正是通過收集目標反射各類波、發出的輻射實現氣象探測。

●梁偉傑 愛國教育支援中心專業發展總監，兩次行政長官卓越教學獎得主

愛國教育支援中心由香港教聯會主辦，旨在加強支援教育界推動國家安全及國民教育。中心特別成立航天科普教育基地，設有多個不同學習區，全面展示國家航天科技所取得的突破和成就，增強香港青少年對國家航天科技的認識。