哦，‘SMAP’！NASA 的新卫星将帮助预测干旱和气候变化

这颗新卫星将于 1 月 29 日发射，其任务很简单：测量地球上最重要但最不为人所知的水源之一。NASA 的 SMAP（主动被动土壤水分）将测量全球土壤水分。这似乎是一个相当简单的概念，但它的发现可能会产生巨大的影响，从预防干旱和疾病传播，到预测气候变化的影响。

“大多数人都不会考虑我们脚下的水，”美国宇航局喷气推进实验室的 SMAP 首席项目科学家 Simon Yueh 说道。“他们认为这是理所当然的，但这是我们水循环的重要组成部分。SMAP 将帮助我们了解天气变化和气候变化。”

SMAP 的前身是欧洲航天局于 2009 年发射的 SMOS（土壤水分海洋盐度）。岳告诉我们：“SMOS 取得了成功，但它所能提供的细节有限，因为它的一个仪器——辐射计，分辨率仅限于 25 英里。” 在这方面，SMAP 将超越欧洲的卫星，成为同类中第一个地球轨道器。

为了获得有史以来最精确、分辨率最高的太空土壤湿度数据，SMAP 将结合两种仪器：微波辐射计（就像 SMOS 上的一样）和雷达。辐射计非常适合捕捉大局；它有 25 英里的范围，可以收集更广泛的数据，非常适合拍摄气候快照和做出更准确的天气预报。另一方面，NASA 设计的雷达具有 1 英里的高分辨率范围，可以非常详细地查看地下几厘米到一米深处的情况。

SMAP 如何测量湿度？其实它非常聪明。地球的电子和离子在反弹和碰撞时会自然发出少量无线电波。SMAP 接收地球发出的无线电波。虽然科学原理更为复杂，但本质上它的工作原理是这样的：土壤中的水越多，无线电信号越弱，而水分较少的土壤发出的信号更强。

土壤水分可能不太受重视，但地球的水含量在我们的水和碳循环中起着至关重要的作用。非常干燥的土壤会阻止雨云的形成，从而加剧干旱的影响。如果土壤中没有足够的水分，幼苗就不会生根，也不会产生食物。

SMAP 的部分工作还将是检测土壤是否解冻或冻结，从而帮助更好地确定一个地区的生长季节。作为终极“农民年鉴”，这些数据将有助于告知农民农作物的最佳种植和收获时间。

作为终极“农民年鉴”，SMAP 数据将告知农民种植和收获农作物的最佳时间。

这些数据还将让气候科学家了解我们的碳循环是如何进行的。通常情况下，植物从空气中吸收二氧化碳并将其分解为碳和氧气；氧气被呼出，碳被储存在根部。因此，植物可以在碳循环中充当“碳汇”。然而，当它们被冻住时，它们就会停止吸收二氧化碳。其他时候，当土壤中有大量水分时，它会刺激植物生长，导致植物释放二氧化碳而不是储存它。通过汇编这些碳源和碳汇的数据，SMAP 将使科学家能够测试和改进当前的气候模型，最终提高他们预测气候变化影响的能力。

测量土壤湿度的另一个潜在好处在撒哈拉以南非洲等地区非常有用，因为那里疟疾等致命疾病猖獗。监测土壤湿度并了解蚊子滋生地可以让疾病控制官员确定高风险地区并让人们远离这些地方。

岳说，最终，当像 SMAP 这样的任务变得更加普遍时，人们将能够像使用每日天气预报一样使用土壤湿度信息。“当人们外出时，他们会自动检查 SMAP 数据，并知道今天是否适合骑越野摩托车或种植西红柿——这就是希望。”