奥秘广阔的青藏高原一向是科研人员们热衷的科考圣地。但是,其杂乱高寒的地舆及气候环境,也常常令科考之路充溢险阻。是否有一天,科研人员们不需要手脚并用地在青藏高原上攀爬,甚至不用去那里就能完结科考工作?
“这并非不切实际的愿望,空间地球科学家们正尽力让这一愿望变为现实。”我国科学院空天信息研讨院研讨员、遥感科学国家重点试验室主任施建成说。
日前,第一届空间地球科学学术研讨会在海南省三亚市召开,近400位来自全国各地的空间科技和地球科学范畴的学者专家参会,一起商讨我国空间地球科学展开大计。在会议上,我国空间科学学会下属二级学会空间地球科学专业委员会也对外公开宣告正式建立。
运用空间观测手法,研讨地球体系怎么展开演化
空间地球科学是运用空间观测手法,研讨地球体系各子体系间相互效果与进程以及怎么展开演化的一门综合交叉学科。空间对地观测技能和地球体系的展开演化是空间地球科学方向的中心研讨内容。
中科院院士徐冠华说:“空间地球科学开辟人类深刻研讨地球的新途径和新视野,是对传统研讨方法的革命性革新。它使地球科学的研讨从部分拓展到全球和全体;从静态扩大到动态;从陆地、海洋、对流层延伸到平流层以上的空间,不断扩展着人类的常识范畴。”
如今,人们已经知道到,地球体系是一个杂乱的、不断改变的体系。跟着地球科学研讨的深化,越来越需要空间科学和技能的广泛参加。
徐冠华指出:“针对地球体系科学研讨中基本的前沿科学问题,包含地球体系怎么改变、地球体系改变的主要原因是什么、对全球改变的习惯进程和社会可继续展开、未来地球体系怎么改变等,空间地球科学能够运用其空间观测规模广、要素全、时效长等特色,为地球体系科学研讨供给了新思路、新手法。”
1995年,科学家就曾运用星载紫外勘探器在地球极区大气层发现臭氧洞,从大气化学视点阐明晰氯氟烃对臭氧层形成、分化的效果及机理。在我国,近年来空间科学也在科学研讨中发挥着越来越重要的效果。例如,跟着中科院空间科学战略性先导科技专项的展开,科研人员们凭仗“悟空”“墨子号”等一系列科学卫星,在暗物质、量子通信等科学研讨范畴接连取得严重打破。
打破传统研讨手法的局限,能更深化更定量化知道地球
当时一些前沿科学问题,很多都是大尺度上的科学问题,传统研讨手法有很大的局限性。而空间地球科学凭仗其优势,为更微观、更精细、更深化、更定量化研讨和知道地球,打破以往难以解决的地球科学重要根底科学问题,供给了新的或许。
对此,施建成进一步举例:“特别是面临全球环境改变这样的根底前沿性、全局性的严重科学问题,空间地球科学能够经过对全球大气中二氧化碳浓度及分布的丈量和大规模、长时刻、多参数的勘探和研讨,展开大规模地球体系数值模仿,进行地球改变进程的定量化研讨,将终究为弄清楚全球改变这一影响人类生存展开的严重问题做出明显贡献。”
空间地球科学新技能、新方法和空间勘探技能的展开,为地球科学各分支学科的研讨供给了不可缺失的大规模根底信息,也有许多新发现。如经过海洋拓扑高度精细丈量反演出全球洋流,并加深了对海洋动力学的知道等。
“空间地球科学研讨还推进了一大批新型空间观测仪器的技能进步。”施建成说:“其间包含精细光谱成像丈量重力和磁场的自动式传感器,高灵敏热红外遥感、激光雷达丈量、热辐射定量丈量等。相关勘探机理、技能和方法的直接应用或搬运,对资源、环境、大气、海洋、生态、农林业、灾祸监测等空间应用也发挥了严重效果。”
此外,空间地球科学经过不断深化科学需求对工程技能提出新要求,推进了航天技能、工程技能范畴包含光学、精密机械、电子信息、材料科学、加工工艺学等学科展开和高技能进步。与此同时,空间地球科学又反过来从上述学科的展开中获益。
研讨展开势头杰出,但我国仍主要是空间常识的运用国而非产出国
经过50年的展开,我国空间技能、空间地球科学研讨,在学科范畴设置、科研队伍培育、根底设施建设等方面都取得了长足进展,现在学科范畴完全、人才队伍初具规模、科研效果不断涌现,形成了杰出的展开势头。但是,与世界先进水平比较,我国仍有很大的差距。“例如在空间的勘探和认知方面才能还比较弱,缺少具有前沿性、探究性和原始立异性的严重科学发现和效果,我国依然主要是空间常识的运用国,而非产出国。”中科院院士、空间地球科学专委会主任郭华东说。
为弥补这些不足,我国的空间地球科学家们也正在为做出原始立异的严重科学发现和效果而尽力。
在此次会议上,郭华东就提出了一个新颖斗胆的研讨构想。郭华东指出,北极、南极和青藏高原是全球改变的“敏感区”和“指示器”,世界学界多年来一向给予高度重视,但全球规模内现有的项目中,大多只重视单一极区,还没有能够把“三极”作为一个全体进行体系性的研讨。因而,他提出:“能够斗胆构想在月球这一安稳的自然卫星上,构建月基对地观测体系,运用其快速和大区域掩盖才能,对三极区域展开同步研讨。”
郭华东团队已有的研讨结果表明,运用光学传感器从月球观测地球,能够观测整个青藏高原区域,也能够完成对北极和南极区域的全掩盖观测,模仿效果影像和观测时刻窗口均可预知,有潜力一举完成对“三极”的全掩盖同步观测。
“这些年来,我们的科学研讨填补了很多国内空白,但真实为人类作出贡献的并不多。如果由我们我国建议并首先建设月基对地观测渠道,让全球科学家去那里做试验,其历史意义将是特殊的。”郭华东说,“我国科技界已经到了反哺世界社会的时候了。”
怎么更有力地推进我国空间地球科学的进一步展开,从而使我国有才能为人类的空间探究、技能进步及社会展开作出继续性的贡献?
施建成以为,除了科学家自身的尽力,也需要政府相关部分着眼于我国久远的战略需求,施行我国自主的空间科学方案并对其进行继续安稳的支撑。
徐冠华希望,经过空间科学和地球科学的更深度交融,更好地推进空间科学和空间技能“入地”,更重视地球科学的相关问题;也推进地球体系科学研讨“上天”,经过空间信息获取渠道更好地研讨地学问题。