《十年戰略》為美地球科學研究指路

美國政府的衛星正在監測地球大氣層，追蹤溫室氣體濃度變化等。

圖片來源：《自然》雜誌官網

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本報記者 劉 霞

近日，美國國家科學院、工程院和醫學院發布了名為《在不斷變化的地球上繁衍生息：從太空觀測地球的十年戰略》（簡稱《十年戰略》）的報告，呼籲美國國家航空航天局（NASA）、國家海洋與大氣層管理局（NOAA）以及地質調查局（USGS）共同努力，提高天氣預測能力和海平面上升預測能力，更深刻地理解生態系統的變化等。

在白宮和一些國會議員正試圖削減地球觀測研究經費的背景下，此報告的新鮮出爐可謂「雪中送炭」，讓科學家和機構負責人有更多底氣為地球觀測研究據理力爭。英國《自然》雜誌官網也在日前的報道中稱，未來十年，地球科學家更傾向於進行一些成本低廉且小而美的項目，獲取最大的科學回報。

注重科學對社會回報

該報告的一大亮點是注重科學回報。這份花了兩年時間完成的報告基於美國科學家和工程師提供的研究，建議應確保NASA、NOAA以及USGS未來十年的地球探測任務「由科學和應用需求共同驅動」。報告強調，地球觀測衛星收集的數據應為社會和國家安全服務，比如為農民提供乾旱評估報告，美軍使用NASA和NOAA的衛星數據規划行動等。

此外，與2007年發布的上一份報告《十年調查》不同，新報告側重於解決需要回答的科學問題，而不是優先設計出特定的航天器。研究人員提出了關於地球科學和應用的35個關鍵問題，以及這三個機構未來十年內應完成的24個主要目標。這些關鍵問題包括：地球水循環如何不斷變化？強風暴為什麼會出現以及如何應對？如何降低預測未來變暖的不確定性等。而且，該報告還指出，地球表面的氣溶膠顆粒、雲及其質量變化是最重要的環境變數，需要科學家認真研究。

美國大氣研究大學聯盟（UCAR）負責人安東尼奧·布薩拉基說：「學界藉此報告發出了自己的聲音，並就優先發展事項達成了共識，國會以及政府機構應嚴肅對待。」

博爾德市環境科學合作研究所太空基地球觀測專家斯蒂芬·內勒姆認為：「我們做這些事情是為了科學，使科學更好地為社會服務，讓社會受益。」

設置優先順序研究任務

最新報告建議NASA在下個十年實施5項「指定」類任務，其中兩項分別耗資8億美元，其餘3項成本分別為6.5億美元、5億美元和3.5億美元。

該報告還建議資助三個「地球系統探險家」項目，每項資金不超過3.5億美元，以解決第二優先順序事項，例如監測大氣中溫室氣體濃度以及冰川和冰蓋融化程度對海平面上升的影響。報告同時建議繼續進行兩個1.5億美元左右的小規模「地球探險」項目。「地球探險」是NASA地球科學部快速發展的成本約束任務，2012年發射的氣旋全球導航衛星系統（CYGNSS）是該系列的首個任務。

目前，NASA每年在地球科學領域的開支不到20億美元，雪上加霜的是，白宮已提議將其削減至17.5億美元。預算收縮意味著很多項目不會通過，而有些項目則將被延期多年，比如測量極地冰蓋的「冰、雲和陸地高程衛星2號」（ICESat-2）任務。不過，該機構計劃在2023年之前，發射15個以上的地球科學任務和儀器，其中一些已經是最新報告中列出的優先事項，比如計劃今年3月前發射下一對GRACE衛星，目的是進一步觀測和精確測量地球重力場變化，讓科學家了解地下水層的深度，並看到海平面的變化。

最新報告聯合主席、全球天氣公司聯合創始人比爾·蓋爾指出，其他優先事項，包括監測氣溶膠濃度，NASA還沒有籌劃相關任務來進行研究。

NOAA正在努力確定監測地球和太空天氣衛星的優先次序。UCAR榮譽總裁理查德·恩西斯說：「NOAA的研究與最新報告有明顯重疊的任務——兩者都建議研究三維大氣風場以提高天氣預報能力。」

報告撰寫團隊聯合負責人、環境科學合作研究所主任瓦利德·阿卜杜拉蒂表示，設置這些優先順序任務旨在促使研究人員開拓如何從太空研究地球的新思路。

（科技日報北京1月11日電）

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