北京时间12月30日消息，当季节更迭，世界不同地方的人们会见到不同的自然景物变化。有的地方温度变化，降雨或降雪，有的地方河水泛滥。
美国宇航局的卫星正从太空监视着全球各地的这些变化。所谓登高望远，在太空可以将很大的一片区域尽收眼底，一览无余。这非常有助于科学家们获取有关地球整体变化的信息，同时也有助于预测未来数年内可能出现的变化趋势。以下列举卫星在帮助科学家们了解地球变化方面的8个案例：
1.监测英国上空气候变化
图像一：监测英国上空的气候变化
2010年12月初，一场暴雪横扫英伦三岛。而一张数年前深秋时节的照片上，是那么绿意盎然。像这样的历史对比将帮助英国的气象学家追踪气候系统的变化趋势，监视灾害性天气的发展，并对各地做出精准的天气预报。白雪覆盖的区域可以帮助验证关于降雪区域的预报，并显示降雪区域占全国地域的百分比。
这张照片是由美国宇航局“大地”(Terra)卫星“中等分辨率成像分光辐射谱仪”获取的。
2.纽约州乔治湖地区的四季植被变化
图像二：纽约州乔治湖地区的四季植被变化
这4张纽约州乔治湖(Lake George)地区的照片生动地反映了四季的变迁。冬季白雪覆盖万物，春天来临，第一抹绿色出现；夏季的植被郁郁葱葱，而秋季图像上的绿色开始慢慢消退。
这样的图像帮助科学家们在不同的时间重复观察同一区域的景物变化。这将有助于科学家们分析不同的植物类型对温度变化、日照时数，以及降水量变化的反应。经过一定的时间积累后，人们将总结出某种称之为“正常情况”的经验模式。而一旦出现违背这些“正常情况”的变化特征，人们就会意识到干旱、过度高温、低温冻害或虫害的出现。
这一系列的图像由美国宇航局“大地”卫星搭载的“先进空间热辐射和反射分光辐射谱仪”获取。
3.帮助监视尼罗河水位变化
图像三：帮助监视尼罗河水位变化
千百年来，非洲尼罗河水位的涨落直接影响着两岸人民的生活。从太空，科学家们对尼罗河水位的变化进行严密监测。
尼罗河是世界第一长河，它有两个源头：西边的白尼罗河和东边的青尼罗河，它们在苏丹首都喀土穆附近交汇，成为尼罗河干流并一直往北，纵贯埃及全境并最终注入地中海。在春夏季节，白尼罗河水位的变化非常明显。2001年，青尼罗河流域的大规模降雨也曾导致大尼罗河地区的河水泛滥。
在无云的情况下，这样的卫星图像非常有助于精确了解受淹面积。这里的两张照片是由“大地”卫星搭载的“多角度成像分光辐射谱仪”拍摄的。
4.监视北冰洋海冰变化
图像四：监视北冰洋海冰变化
美国宇航局的卫星一直在对北冰洋海冰面积的减少趋势进行严密监视。海冰面积的减少意味着更多开放水面的暴露，这将减少阳光反射，从而增加热量吸收。在大时间尺度内将对广泛区域造成重大影响。这些卫星图像显示的是初秋时节的海冰状况。秋分时节是一年中海冰覆盖率最低的时候。图像中红色的区域指代冰层较厚较老的地区，而浅绿色指代年轻的海冰，蓝色则是水面。北极附近的圆形空洞是数据缺乏的区域。
到2005年，所有卫星数据都显示北冰洋海冰面积出现了自1970年代有记录以来的最低覆盖率。和常规年份相比，2001年至2004年之间，格陵兰岛以东的大部分海冰都消失了。在2007年(这里没有包括这份图片)，海冰覆盖面积甚至打破了2005年出现的历史最低纪录。对于海冰的严密监视帮助科学家们察觉北冰洋地区出现的变化。这些照片数据由美国宇航局“QuikSCAT”海表面风场卫星获取。这一卫星于1999年发射升空，于2009年停止工作。
5.亚马逊河流域的水量变化
图像五：亚马逊河流域的水量变化
亚马逊河全长6400多公里，横贯南美洲中部。它是世界第二长河，也是世界上流量最大的河流。世界上面积最大的热带雨林就位于亚马逊河盆地，被称为“地球之肺”。
这一巨大的生态系统储蓄的水量存在月度变化。在太空，美国宇航局的两颗“重力恢复和气候实验”(GRACE)卫星通过对地球重力场的超精细测量，可以获取有关该区域水储量的数据。当亚马逊河处于高水位期，整个流域盆地的总质量会稍有增加；而低水位期则相反。在这里的图像上，红色表示质量增加，而蓝色表示质量减小。很显然，春季是一年中亚马逊河水位最高的时候，而秋季则是枯水期。科学家们通过这种方法对全球范围内的水量变化进行监测。他们密切观察偏离正常的水量情况并发出预警，这样，由于水资源量的变化可能受到影响的地区就有机会采取及时的应对措施。
6.地球近地表温度变化
图像六：地球近地表温度变化
这两张图像反映的是近地表的空气温度。近地表空气温度通俗的说就是我们每天出门时感受到的空气温度。我们都知道温度有昼夜差别，而这里所说的温度则是两者的平均。从温度分布图上看，平均温度较高的区域(40摄氏度)出现在夏季半球的沙漠地区，如7月份的北非撒哈拉。而较凉爽的平均温度则出现在热带和亚热带的高海拔地区，如安第斯山脉。较冷的地区位于高纬度，尤其是冬季，如北半球的一月份，以及南半球的7月份。最寒冷的地区出现在冬季的南极高原。
地球上最寒冷和最高温的地区都出现在陆地上，这是因为大陆的比热容小于海洋，因而会迅速变热或变冷。相比之下，海洋的温度变化较慢。这种性质防止了海洋出现温度日变化的大起大落。海洋还能起到使其上方的冷空气升温的作用。海洋上最冷的近地表空气出现在冬季的亚洲和北美洲下风向(东方)，因为在冬季时这些大陆地区普遍刮起西北风，空气经过大陆的降温变得很冷。经过海洋加热之后它们变得温暖，当它们继续往东，使位于大陆西侧(上风向)的人们享受到温暖的气候。
此处的图像数据源自美国宇航局“水”(Aqua)卫星。
7.全球大气水汽分布
图像七：全球大气水汽分布
这两张全球地图反映的是一个指标：“大气可降水汽”(PWV)。水蒸气在地球的全球水循环系统中扮演着重要角色，因为水汽冷凝可以形成云层，继而产生降水。这种降水有助于舒缓热量，并对大气运动产生重大影响。
通俗的说，这里的两张图像上的颜色差异所表示的，就是假设空气中的水汽全部凝结并形成降水，将导致多少毫米的降水量。蓝色代表最高的大气水汽含量，约相当于50~70毫米的降水量。绿色表示约25毫米的降水，浅灰色则表示10毫米或以下。
靠近赤道的区域是地球上大气水蒸气含量最高的区域，这得益于热带洋面的大量水汽蒸发。而大气储存水汽的能力很大程度上取决于其温度。温度较高的大气有能力存储更多的水汽。除此之外，大气的运动也在一定程度上影响着水汽。从热带低纬度地区向极区移动的水汽通常会从几条固定的“大气河流”中进行，在图像上也可以清晰看到这几条绿色的“水汽通道”。这些水汽在接近极地的过程中，由于温度降低导致水汽凝结形成降水，因此水汽也就无法抵达极地，造成了极地地区的干燥大气环境。从季节差异来看，由于温度差异，夏季半球的水汽含量也要高于冬季半球。1月份，南半球大气中水汽含量较高，但到了7月份，水汽高含量区就挪到了北半球。
这些数据取自美国宇航局“水”卫星搭载的“大气红外探测仪”(AIRS)。
8.盐湖城地区的冬夏变化
