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低碳地球,从太空亦可发力

[日期:2011-11-15] 来源:  作者: [字体: ]
     黑洞是太空中大块的高密度区域,其中的万有引力如此之强,连最轻的能量微粒和波浪都无法逃逸。但是如果两块黑洞碰撞和合并,加拿大航天局主席史蒂芬·麦克莱恩说,“它们会喷射出大规模的高速气流。”


  太空是尚未开发的资源,麦克莱恩博士在第21届世界能源大会上说。“重要的是认识到在另一个地方有比你想象得多的能源”,在开幕演讲上他说道,“它可以满足未来多年地球的能源需要。”


  麦克莱恩博士在会上也表示,太空之所以重要,不仅是因为它是潜在的能源供应地,对于探寻和规划地球上的传统能源和替代能源,太空的开发同样扮演着重要角色。


太空数据助力气候变化研究


  曾经在1992年和2006年亲自坐着NASA的航天飞机飞入太空的麦克莱恩博士还认为,太空科学可以帮助弄清气候变化的状况。在理解恒星系统和中子星现象方面,物理学家们还得有一段路要走。不过,他表示,研究这些问题有助于帮助解决难对付的地球能源短缺的问题。“解决之道就在那里”,她在一次采访中说。


  太空机构还可以通过收集和分析卫星数据,以更快捷的方式帮助根除能源短缺。基于太空的观察平台,正编制数量巨大的高度细节化的数据,可以贡献于发现新的能源密集区域,监测气候变化并跟踪能源的使用和供应。现在有70颗卫星“关心地球的未来”,他说,而10年内这个数字可能涨至300颗。“在过去的20年中,从太空发回的数据在类型、数量和质量等方面都有了极大的进步”,他说,而数据处理也有了令人激动的进步,“进步的速度你几乎都跟不上。”


二氧化碳排放可跟踪监测


  詹姆斯·R·德拉蒙德,位于加拿大新斯科舍省的达尔豪西大学物理与大气科学系的研究者(研究方向包括太空大气测量),同样对这些进展很兴奋。“如果你在1970年,我还是一个年轻科学家的时候,就告诉我2010年我会做什么,我一定会大吃一惊。”德拉蒙德博士说。他参与了加拿大的空间设备Mopitt对大气对流层的污染的测量工作,Mopitt安装在NASA于1999年发射的第一颗地球观测系统航天器上。Mopitt监测一氧化碳的排放和运动,此功能可以用于跟踪地球上失去控制的大火。今年夏天,它就被用来绘制俄罗斯大火的排放图表,表明当地的污染造成了全球性的影响。


  其他化合物,如二氧化碳等地表气体可以用类似的方法跟进。一氧化碳的测量可以更精确,但是从太空对基本的温室气体进行跟踪还是需要承诺的技术。“这个领域的测量刚刚成为可行”,德拉蒙德博士说,“它对我们的技术提出达到极致的挑战。”卫星数据已经开始用于跟踪二氧化碳排放,由日本于去年发射的温室气体观察卫星或者称Gosat,正投入使用。最终,这些数据将用于帮助监测和证实在温室气体减排方面的国际协议和规则。


  对大气的太空监测可以和地面监测互为补充,德拉蒙德说。地面监测可以观察出多少污染释放到大气中和污染是从哪里来,但是无法跟进微量元素的运动。空间监测可以显示出微量元素的运动方向,但是在准确显示它们的来源方面要弱些。


卫星数据用于评测清洁能源项目


  源于卫星的数据也被用于鉴别和评估潜在的清洁能源项目。


  RETScreen,由加拿大政府提供的一款分析软件,在200多个国家的大约26.5万的用户在使用它,这款软件帮助个人和机构决定那些提议的可再生能源、能效和热电联合项目的风险投资是否可行。它的运算法则一定程度上依靠NASA搜集的科学信息。比如,卫星的数据可以帮助证实有可以获得多少太阳辐射,以帮助确定在非洲引进太阳能热水泵计划是否可行。


  RETScreen控制着5000家地面监测站,但是大部分监测站都位于工业化国家,在机场或者军事基地附近。“在发展中国家,卫星其实是唯一的数据来源”,RETScreen国际的主管格雷格里·凌说。


  凌先生的团队跟NASA的兰利研究中心已经合作了十多年。“这是一项思想的碰撞”,他说,“我们有共同的目标———对抗气候变化和促进社会经济发展。现在,他们的气候数据和我们的软件已经变成全球范围内的清洁能源分析的标准。”


  新的监测工具将使得RETScreen的用户们(从小规模的农场到大型公共事业)在安装新的能源项目后跟踪其表现,应用NASA不久前刚刚从其观测卫星发回的数据。


  这些卫星,加拿大航天局的麦克莱恩博士称,“将在资源的高效利用上扮演重要角色。”


气候数据质量提高不少


  高度分辨率的太空数据将对一些应用有帮助,从提高灾害管理到决定离岸油井的选址。“如果在南太平洋某区域常常会发生海啸,你不会把一船的油井器械停靠在那边。”


  来自太空的图片预测到了海底地震后的洪水引发的急性传染病登革热;土地利用数据———比如土壤里的水分的含量,可以帮助农民使用更少的能源收获更多的收成;卫星信息将引导在未曾规划的水域进行安全航行,以获得未开发的能量储备。“为了获得充分的可操作性,许多类似的事情需要小型的投资来完成,以确保回报。”麦克莱恩博士说。


  他希望外太空和外太空的资产成为政府基础设施的关键组成部分,而采自太空的数据可以成为用于能源政策的信息。“可以看到,最近几年这些数据的质量有了戏剧性的改变,”他说。单单加拿大就运行着四台卫星,而且已经批准了另外三台于2015年发射升空。不久前加拿大航天局举行了关于Radarsat 2数据图片运用的国际会议,在会议上,麦克莱恩博士评论:“太空可以应对未来获取可持续能源的挑战。”



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