地球观测系统
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地球系统科学地球系统指由大气圈、水圈、陆圈(岩石圈、地幔、地核)和生物圈(包括人类)组成的有机整体。
地球系统科学就是研究组成地球系统的这些子系统之间相互联系、相互作用中运转的机制,地球系统变化的规律和控制这些变化的机理,从而为全球环境变化预测建立科学基础,并为地球系统的科学管理提供依据。
地球系统科学研究的空间范围从地心到地球外层空间,时间尺度从几百年到几百万年。
简介地球系统科学是从传统的地球科学脱胎而来的。
人类的生活要从环境中获取食物、能源,故必然关心所居住的环境,对所立足的地球产生求知欲,于是逐渐形成了地球科学的各分支,如气象学、海洋学、地理学、地质学、生态学等。
然而,它们是对地球的某一组成部分的分门别类的研究。
随着研究的深入,形成了各自的研究方法、手段和目的。
但是,由于地球的空间广域性,形成它的时间悠久性和组成其要素的复杂性,分门别类的研究尽管有的学科已达定量、半定量化的研究水平,但仍不能完整地认识地球,传统地学面临着挑战。
用系统的、多要素相互联系、相互作用的观点去研究、认识地球,越来越为有识之士所倡导。
于是,在20世纪80年代中期,特别以美国地球系统科学委员会(Earth System Science Committee)在1988年出版的《地球系统科学》一书为标志的“地球系统科学”思想和概念被明确提出。
事实上,上世纪六七十年代在中国兴起的对自然地理各要素进行综合研究的思想,可以看作是(表层)地球系统科学的萌芽。
只是后者涉及的范围、领域更广,时间更长,系统的方法和现代技术手段更加先进完善而已。
起源地球系统科学是应人类面临的根本生存环境危机——全球变化的严峻挑战而兴起,在近年诸多高新技术在地学上的应用研究而促进其发展,它反映了现代人类对人-自然界关系的哲学理念。
但是,概念尽管已提出,行动却尚有不少困难。
首先就是面对这个复杂的开放的巨系统,如何能适时地、多周期地获取系统多参数的海量数据?同时,又如何对海量数据进行整合、集成以及选取合适的参数进行数学建模?模型又如何能适时地检验?如何对全世界成千上万的地学实验室、科研机构、大专院校的科学研究和获取的宝贵数据能进行共享、交换?这些问题均有待解决。
一文读懂!地球系统科学(地球岩石圈、水圈、大气圈、生物圈)概述,信息量很大!进入21世纪,地球科学发展到“地球系统”的新阶段,强调地球岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间的相互作用,进而从整体地球系统的视野,对地球各圈层的相互作用过程和机理进行研究。
当前更多的对地观测体系(卫星、地表台站等),更细的时空分辨率以及更强的数据处理(超级计算机),正逐渐促进人类对地球的科学认知,增强人类适应全球环境变化的能力,并服务于可持续发展!地球的地质作用过程一,地球系统科学的定义和特点地球是一个物质与能量不断相互作用下的一个非常复杂的非线性系统,它可以被划分为几个基本的圈层,各圈层之间彼此交错相互影响,圈层之间及内部随时间的相互作用构成了地球的演化。
地球随时间的演化1,地球系统的构成地球系统指由大气圈、水圈(含冰冻圈)、地圈(含地壳、地幔和地核)、土壤圈和生物圈(包括人类)组成的有机整体。
地球系统科学主要研究各圈层的物质组成、结构分布、各圈层内部及之间一系列相互作用过程和形成演变规律,以及与人类活动相关的全球变化,为人类认知地球和绿色可持续发展提供科学支撑,以应对全球环境变化所带来的挑战。
地球圈层构成2,地球系统的能量来源地球系统的演化主要受内动力地质作用和外动力地质作用的共同驱动,其主要有两个能量输入体系。
一个是太阳在核聚变过程中向太阳系释放的太阳辐射能量,直接影响着地球气候变化、生物光合作用和岩石风化剥蚀等地球表层系统过程,是外动力地质作用最主要的能量供给;另外一个是地球内部放射性物质衰变、物质向地球深部迁移释放的重力势能和矿物结晶等释放的热量,对大陆漂移、海底扩张、板块运动、岩浆活动、地震作用、变质作用和构造运动等过程产生影响,是内动力地质作用最主要的能量供给。
地球的能量供给和圈层相互作用3,地球系统的时空特征地球作为一个由多时、空尺度过程构成的复杂巨系统,在空间上表现为多圈层体系。
地球各圈层(岩石圈—土壤圈—大气圈—水圈—生物圈)、各过程(生物过程、物理过程、化学过程)、各要素(如:山水林田湖草海)之间相互作用、相互联系、连锁响应。
地球系统科学的概念什么是地球系统科学?地球系统科学是一门综合性学科,研究地球的各个组成部分及其相互作用。
它涵盖了地球的大气、水、固体地球和生物圈等方面,并以系统方法来研究地球的物质和能量循环、动态变化和相互联系。
地球系统科学的目标是揭示地球的运行规律,为人类认识地球、应对全球环境变化和可持续发展提供科学依据。
地球系统的组成部分地球系统由以下几个组成部分构成:1. 大气层•大气层是地球周围包围的一层气体,主要由氮气、氧气和稀有气体组成。
•大气层的特征包括气候、天气和气溶胶等。
2. 水圈•水圈是地球上所有水资源的总称,包括海洋、湖泊、河流、冰川、地下水等。
•水圈的特征涵盖水循环、水质和水资源利用等。
3. 地球表面•地球表面包括陆地和海洋表面,是地球上生物圈的基础。
•地球表面的特征包括地形、土壤、岩石、植被等。
4. 固体地球•固体地球是地球的地壳、地幔和内核组成的部分。
•固体地球的特征包括地震、地热、板块运动等。
5. 生物圈•生物圈是地球上所有生物体组成的总和。
•生物圈的特征包括生态系统、物种多样性和生态平衡等。
地球系统科学的研究方法地球系统科学采用系统观点和综合方法来研究地球系统的各个组成部分及其相互作用。
以下是地球系统科学常用的研究方法:1. 数学模型通过建立数学模型,研究地球系统的各种复杂关系。
数学模型可以模拟地球系统的动态变化,帮助科学家预测和解释现象。
2. 地球观测通过卫星遥感、测量和实地观测等方法,收集地球系统的数据。
地球观测可以提供大范围、长时间的数据,帮助科学家揭示地球系统的运行规律。
3. 实验室研究通过实验室实验,模拟地球系统的各种过程和相互作用。
实验室研究可以控制变量,加深对地球系统的理解。
4. 数值模拟通过数值计算方法,模拟地球系统的物理过程和相互作用。
数值模拟可以帮助科学家研究地球系统在不同条件下的响应和变化。
地球系统科学的应用地球系统科学的研究成果对于全球环境变化和可持续发展具有重要意义。
MODIS数据介绍(2014-02-24 17:22:02)转载▼一、Modis数据资源总体介绍1999年2月18日,美国成功地发射了地球观测系统(EOS)的第一颗先进的极地轨道环境遥感卫星Terra。
它的主要目标是实现从单系列极轨空间平台上对太阳辐射、大气、海洋和陆地进行综合观测,获取有关海洋、陆地、冰雪圈和太阳动力系统等信息,进行土地利用和土地覆盖研究、气候季节和年际变化研究、自然灾害监测和分析研究、长期气候变率的变化以及大气臭氧变化研究等,进而实现对大气和地球环境变化的长期观测和研究的总体(战略)目标。
2002年5月4日成功发射Aqua星后,每天可以接收两颗星的资料。
搭载在Terra和Aqua两颗卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)是美国地球观测系统(EOS)计划中用于观测全球生物和物理过程的重要仪器。
它具有36个中等分辨率水平(0.25um~1um)的光谱波段,每1-2天对地球表面观测一次。
获取陆地和海洋温度、初级生产率、陆地表面覆盖、云、汽溶胶、水汽和火情等目标的图像。
本网站提供的MODIS陆地标准产品来自NASA的陆地过程分布式数据档案中心(The Land Processes Distributed Active Archive Center,LP DAAC/NASA)。
包括:基于Terra星和Aqua星数据的地表反射率(250m,daily;500m,daily;250m,8days;500m,8day)、地表温度(1000m,daily;1000m,8days;5600m,daily)、地表覆盖(500m,96days;1000m,yearly)、植被指数NDVI&EVI(250m,16daily;500m,16days;1000m,16days;1000m,monthly;、温度异常/火产品(1000m,daily;1000m,8days)、叶面积指数LAI/光合有效辐射分量FPAR(1000m,8days)、总初级生产力GPP(1000m,8days)。
美国对地观测系统(EOS)中分辨率成象光谱仪(MODIS)遥感数据的特点与应用刘闯(中国科学院地理科学与资源研究所)葛成辉(清华大学电子工程系、宇航研究中心)一、美国对地观测系统(EOS)和TERRA、AQUA 卫星近几年来,科学界对全球变化研究、以及全球变化对人类生存环境的影响研究逐步走向深入。
为了加强对地球表层陆地、海洋、大气和他们之间相互关系的综合性的科学研究,美国国家航空航天局(NASA)自1991年起开始了对地观测系统计划。
这个计划分三个阶段:第一阶段-准备工作阶段(1991-1998年);第二阶段-全面的对地观测阶段(1999-2003);第三阶段-新一代更为细致的对地观测阶段(2003年以后十年)。
NASA新一代的对地观测系统计划主要包括三方面内容:1)发射一系列新一代对地观测卫星;2)以NASA数据中心群(DAAC)为核心管理和散发卫星所获得的数据;3)组织科学家队伍开展对地球多要素的综合研究。
重点观测和研究领域包括:水与能量循环,海洋,大气化学,陆地表面,水和生态系统过程,冰川和极地冰盖以及固体地球。
作为这一系列对地观测卫星中的第一颗星,TERRA已于1999年12月18日发射成功。
TERRA卫星是美国(国家航空航天局)、日本(国际贸易与工业厅)和加拿大(空间局、多伦多大学)共同合作发射的卫星。
卫星上共载有五个对地观测传感器,它们分别是:云与地球辐射能量系统测量仪-CERES(Clouds and the Earth's Radiant Energy System)、中分辨率成象光谱仪-MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer)、多角度成象光谱仪-MISR (Multi-angle Imaging SpectroRadiometer)、先进星载热辐射与反射测量仪ASTER (Advanced Spaceborn Thermal Emission and reflection Radiometer)、和对流层污染测量仪-MOPITT (Measurements Of Pollution In The Troposphere)。
科学时报全球综合地球观测系统GEOSSGEOSS与九大领域应用2009年10月30日,在河海大学召开《第三届数字流域研讨会》,中科院寒旱所李新研究员做了《数字黑河--集成数据、模型和观测平台的流域信息基础设施》的主题报告,报告一开始时就特别提到了GEOSS以及其在灾害、健康、能源、气候、天气、水、生态系统、农业和生物多样性等9个社会发展领域的应用(,XGIS目标也不是做整个全球的信息基础设施,而是"流域信息基础设施"。
关于全球综合地球观测系统(GEOSS),详细的介绍请点击:GEOSS,其英文网站请见:。
政府间国际地球观测组织部长级峰会共识:建立全球综合地球观测系统须无间合作作者:王静来源:科学时报发布时间:2010-11-86:57:29科学时报讯政府间国际地球观测组织(GrouponEarthObservations,GEO)于11月5日在北京举行第7次部长级峰会。
会议以"综合观测、数据共享、信息服务"为主题,围绕《全球综合地球观测系统(GEOSS)十年执行计划》实施中的核心任务,在GEOSS基础设施框架(GCI)建设、数据共享、《GEOSS十年执行计划》目标调整等方面,进行实质性的推动。
科技部部长万钢发表了题为《GEO 的发展机遇与挑战》的主旨报告。
《GEOSS十年执行计划》的目标是建立一个综合、协调和持续的全球综合地球观测系统,同时在灾害、健康、能源、气候、天气、水、生态系统、农业和生物多样性等9个社会发展领域开展应用和信息服务,为各国决策者提供从初始观测数据到专门产品的信息服务。
万钢在报告中总结了GEOSS计划实施取得的4项重要成就。
第一,在GEO有效推动下,GEOSS建设已从初期的概念形成阶段进入了实质性系统构建阶段并取得了显著进展。
成功建立了由中国CMAcast、欧洲EUMETCast和美国GEONETCastAmericas等系统构成的GEONETCast,作为GEOSS系统基于空间信息基础设施的数据分发与共享平台,它和基于网络的信息基础设施(GCI)共同组成GEOSS的信息系统,已经投入业务运行并取得了显著效果。
目录SPOT (1)卫星简介 (1)卫星参数 (3)LANDSAT (4)卫星简介 (4)Landsat-5 (4)Landsat-7 (5)Landsat-8 (6)ALOS (8)卫星简介 (8)卫星参数 (9)Quickbird (11)卫星简介 (11)卫星参数 (11)CBERS (12)卫星简介 (12)传感器参数 (13)IKONOS (14)卫星简介 (14)卫星参数 (15)高分一号 (17)卫星简介 (17)卫星参数 (18)海洋二号 (19)卫星简介 (19)卫星参数 (20)风云三号 (22)卫星简介 (22)卫星参数 (23)SPOT卫星简介SPOT是法国空间研究中心(CNES)研制的地球观测卫星系统。
SPOT卫星系统包括一系列卫星及用于卫星控制、数据处理和分发的地面系统。
自1986年2月起,SPOT系列卫星陆续发射,到目前为止,共发射了5颗SPOT卫星。
SPOT 系列卫星有着相同的卫星轨道和相似的传感器,均采用电荷耦合器件线阵(CCD)的推帚式光电扫描仪,并可以在左右27°范围内侧视观测。
由于SPOT-1 / 2 / 4 / 5 / 6卫星具有侧视观测能力,且卫星数据空间分辨率适中,因此在资源调查、农业、林业、土地管理、大比例尺地形图测绘等各方面都有十分广泛的应用。
SPOT-1 / 2 / 4 / 5 / 6卫星及其传感器的基本信息如下表所示。
满足多尺度要求SPOT卫星影像可以提供分辨率和覆盖面积的最佳组合。
单幅SPOTScene在20米至2.5米的分辨率下可覆盖3600平方公里,定位精度最优可达10 m。
精确的大覆盖影像是满足1:10万到1:1万比例尺应用的理想工具,同时即可满足大区域又可用于局部范围的应用。
满足时间和位置要求的全球覆盖自1986年以来,SPOT卫星已建立了一个全球的数以百万计的存档影像数据库,这个数据库为多时相分析的近期和历史提供了大量存档数据。