当你攀上高山之巅,当你走向蓝色海边,当你来到绿色原野,当你踏入 秀丽的公园,你都会举起照相机或摄像机将美好的图景拍摄下来。是的,自 19世纪前期照相机和摄像机问世后,人们就开始给地球拍摄相片了。
有趣的是,竟有人敢想敢干,把相机系在鸽子胸前,或风筝上,或气球 上,在空中给地球拍照,这是19世纪中期的事,据记载,1839年法国人达格 雷发表了世界上第一张空中相片,1895年美国气象学家W.A.埃迪从风筝上 拍摄相片。
1903年莱特兄弟发明飞机,1909年意大利人威尔泊·赖特首次在飞机上 拍摄了连续相片,即电影片。接下来发展速度更快了,1937年开始拍摄彩色 航空相片,后来又有了红外、紫外等航空摄影以及微波激光成像。
1957年原苏联,1958年美国,先后成功发射人造卫星,于是,给地球拍 摄进入了航天时代。在地球大气层以外的太空中,如卫星上、空间站上、航 天飞机上给地球照相,那就更加广阔、更加宏观、更加美丽了。
至此,我们已经说到在地面、在高空、在太空三个高度给地球照相。如 果讲颜色,有黑白、彩色、全息之分;如果谈设备,则从光学机械式发展到 电子模拟式,到现在电脑数码式。照相原来属于遥感中的一种,单指记录可 见光波段的信息成像,俗称照片;而非可见光则包括紫外线波段、红外线波 段、微波波段、无线电波波段等。这些电磁波信息皆能在“遥远的地方”被 感知并记录下来,而且可以用或数据、或表格、或曲线、或图像(照片)显示 出来,这也是“遥感”大名的来源。当然,按电磁波的分类,遥感的小名就 五花八门了。如光学(可见光)遥感、多波段遥感、红外遥感、微波遥感、激 光遥感、紫外遥感、雷达遥感、射线遥感等。
物理学告诉我们:温度高于绝对零度(-273℃)的一切物体,都可辐射不 同频率的电磁波。所以,地球上的一切地物,如山川、岩土、水体、林木、 农田、植物、村庄、道路等,都呈现出各具特点的不同色相和色调。卫星上 的传感器能够准确地记录这些以及其形状、纹理、阴影等,然后传送至地面 卫星接收站,经过电脑加工处理,便得到遥感图像。
遥感技术不仅用于给地球拍摄,让人们认识、欣赏和研究,而且更多地 用于测绘、地质、环境、军事、气象、水利、林业、农业、海洋、灾害、城 市、土地、资源、管理等众多领域。
假如你乘上航天飞机,或者到高纬度地区,你就可能拍摄到地球的彩色桂冠——壮观而艳丽的极光图像,色彩斑斓、姹紫嫣红、造型奇异、变幻无穷,真是美不胜收!这是太阳风与地球磁场共同完成的杰作。太阳散射出的大量带电粒子,由于地磁场的作用,集中在磁极附近的上空,激发大气中的分子及离子,从而发出闪耀的光辉。这顶桂冠,高度数百千米,直径上千千米,硕大又多姿、绚丽而耀眼。
为什么有那么多的色彩呢?这是因为不同物质元素的火焰有自己固有的光谱(日光中有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色,相对应的电磁辐射波段即为光谱)。比如你炒菜时,若有食盐撒在火上,就可看见一股明亮的黄色火焰蹿动出来,这就反映出钠的光谱是黄色。钙的光谱是红色,钾的光谱是紫色,钡的光谱是绿色。节日里燃放的烟火,就是有多种金属元素加入到火药里。还有大家常见的霓虹灯中充填的气体,红色是因为有氖气体,蓝色是因为有氩气体。
遥感技术,目前在可见光的光谱谱段获取信息,最常用的就是人们熟知的照相机和摄影机。为了拍摄不同景物,分别使用不同焦距的照相机(有普通焦距相机、短焦距相机、长焦距相机)以及不同视场角的相机镜头(有常角镜头、窄角镜头、广角镜头)。正如我们平时在照相时总喜欢用“广角镜”,以便使场面照得很宽广一样,拍摄极光图像,当然要用高功能机型相机,才能获得清晰、绚丽多彩的逼真效果。
地磁两极的高纬度地区,一年会出现数十次极光,而低纬度地区仅偶尔出现,如黑龙江呼玛地区高空于1957年3月2日19点出现彩色亮点,尔后变换为圆环形,再后变换成幕状,到20点30分消失;再如1982年6月18日22点左右,吉林省西部、内蒙古与河北省北部也出现同样景象,大约1小时后消失。极光有时还呈飘带状、云朵状、面纱状、放射状等。
极光暴发有时会对无线电通讯产生干扰,或使雷达屏幕出现虚假图像,对输电线、电话线等亦可能感应产生强大电流,造成影响。这些都有待进一步观察和研究。当然,研究极光可了解地球外层空间结构以及太阳风暴对地球的影响。P5-8
中国科学院院士李廷栋:《地球大视野丛书》反映了地球科学的最新成果和21世纪地球科学面临的新课题,告诉人们如何用科学的思想观察问题,用科学的方法处理问题。内容丰富,科学严谨,图文并茂,可读性强,是一套不可多得的具有原创性的科普著作。
中国科学院院士杨文采:该丛书由浅入深地使人们了解地球母亲的脾气秉性,让读者自然地认识当代世界三大焦点话题——人类、资源、环境之解析途径。
中国科学院院士刘光鼎:这套丛书特别适合青少年学生,如果他们翻开这套书,一定会被吸引,并受益匪浅,将会进一步认识我们的地球母亲是何等可爱,何等精彩,又何等需要我们共同来关注,共同来善待。
中国科学院院士叶大年:《珠宝奥秘》通俗易懂,易于接受。把读者不知不觉带入那变幻的珠宝流动历史中,达到不一口气读完难以休止的地步。
中国地质大学教授、博士生导师万天丰:该丛书由浅入深,引人入胜,使读者爱不释手。尤其难能可贵的是针对当前社会上流传很广的一些迷信思想进行剖析,揭穿了伪科学的本质,并帮助人们从认识地球的误区中走出来。
国家海洋局第二海洋研究所研究员初凤友:该丛书观点新颖、文字优美,是一部适合于中学生、大学生以及知识分子阅读的优秀作品。
地球——茫茫宇宙中惟一孕育高级生命的星体,星移斗转,沧海桑田,风云变幻,气象万千。人类生存在地球上,演化、繁衍、摄取、发展,由受控于自然逐步走向顺应自然和改造自然,对地球的认识、探索、研究、利用,逐渐发展成一门研究地球的形成、特征、发展、演变规律的科学——地球科学。
随着人类知识的积累和科技水平的不断提高,地球科学获得长足进展。从18世纪开始,对自然资源的科学利用带来了人类社会发展的飞跃。如煤的大量发现和开采,使蒸汽机的广泛利用成为可能,从而推动了当时的工业革命。再如大规模油田的发现和开发,铀、钍等矿产资源的发现和利用,又为内燃机和原子能技术的发展提供了物质基础。地球科学的每一次重大发展,都可能引起生产技术的革命,大大加速社会发展的进程,给社会生产和人民生活带来巨大变化。进入21世纪,地球科学从资源时代发展到环境时代。迎接人口、资源、环境、灾害的挑战,保证人类持续发展,成为地球科学的主要任务。
科学进步促进社会发展,社会发展为科学进步提供保障。地球科学伴随着人类进步,逐步发展成为包括地质、地理、气象、环境及其有关的边缘学科的庞大科学体系,几乎辐射到自然科学的其他各个领域,集中了人类最高智慧的新技术手段,是自然科学的重要组成部分,是马克思列宁主义世界观、方法论的重要学科基础。地球科学在人类实践和应用中,具有十分重要的基础作用。普及地球科学知识,对于全面树立落实科学发展观,尊重和遵循自然规律,促进人与自然和谐发展,具有重要的现实意义。普及地球科学知识,对于反对迷信邪说和伪科学,弘扬科学精神,在全社会形成崇尚科学、鼓励创新的良好氛围,具有重要的推动作用。
中国老科学技术工作者协会国土资源分会,聚集了300多名离退休的老科技工作者。十几年来,他们以贯彻“科教兴国”的战略方针为宗旨,坚持老有所为、服务社会,不顾双鬓作雪,始终寸心如丹,做了大量有益的工作。近年来又组织部分老科技工作者,策划、编撰了一套集科学性、知识性、实用性、趣味性于一体的地球科学丛书,奉献给社会。这套丛书着重针对当前人们在认识地球科学方面存在的一些误区,抓住与经济、社会发展和人民生活密切相关的一些热点问题,通过自问自答,讲述引人入胜的典型事例、故事,采用或比拟、或讨论思辨等写作手法,在向人们普及地球科学知识的同时,还告诉人们怎样用科学的思想、科学的方法,去观察问题、处理问题,是科普丛书中的一支奇葩。
我相信,丛书的出版发行一定会对建设学习型社会、普及科学知识,做出应有的贡献。借此,感谢国土资源分会老科技工作者的春蚕精神!感谢中国老科学技术工作者协会的鼓励和支持!
吴海成、郭志慧所著的《探识地球(地球大视野丛书)》以生动的实例、形象比喻的手法介绍了地球物理、地球化学、地质 遥感探识地球及环境保护等知识。《探识地球(地球大视野丛书)》将“世界地球日”的诞生、历程、保护 地球、治理环境的相关内容告知读者,并充满希望地呼唤人们像热爱自己的母亲一样,热爱我们可爱而美丽的地球母亲!
吴海成、郭志慧所著的《探识地球(地球大视野丛书)》针对当前人们在认识地球科学方面存在的一些误区,抓住与经济、社会发展和人民生活密切相关的一些热点问题,通过自问自答,讲述引人入胜的典型事例、故事,采用或比拟、或讨论思辨等写作手法,在向人们普及地球科学知识的同时,还告诉人们怎样用科学的思想、科学的方法,去观察问题、处理问题,是科普丛书中的一支奇葩。