NASA能预测自然灾害吗?

Aqua卫星携带了一套传感器，专门用于观测地球水循环的各个部分，包括陆地、海洋和大气中的水。

里特•Stockli /美国国家航空航天局

如果你住在沿海地区，你很容易受到飓风，天气预报员会提供两项重要信息。首先是飓风的路径，这样你就知道它是否会袭击你居住的地方。第二个是风暴的威力有多大。

自20世纪90年代初以来，气象学家已经大大提高了他们预测海洋风暴走向的能力。但不幸的是，预测飓风强度的能力并没有提高多少。原因是飓风的威力受到一系列复杂因素的影响，这些因素包括风暴系统内部和外部，从海洋的热量含量到周围环境的相对湿度。从地面上理解这一切是一项相当艰巨的工作[来源:美国国家航空航天局］．

这就是NASA的用武之地。它的轨道卫星可以看到大局，并在飓风发展过程中从上空收集大量的数据。通过将这些数据与风暴的强度相匹配，他们希望找出哪些因素是飓风最可靠的指标)强度，以及如何预测它的发展速度。

来自美国宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室和夏威夷大学马诺阿分校的研究人员已经取得了一项潜在的重要突破。他们分析了2002年至2010年间近200个北大西洋飓风的大气红外探测器(AIRS)的相对湿度数据，并将其与那些飓风产生的最大风速的现有数据进行了比较。研究人员发现，当周围环境更加恶劣时，迅速增强的飓风倾向于发展潮湿的与产生较弱风暴的环境相比[来源:美国国家航空航天局］．

2014年，美国宇航局计划发射一组新的卫星，为天气预报员预测飓风强度提供更多帮助。由密歇根大学的工程师开发的旋风全球导航卫星系统(CYGNSS)将把一个由8颗小型卫星组成的星座送入近地轨道。卫星的传感器将测量海洋和大气中的各种性质，目的是提出一个更精确的模型，以了解热带气旋是如何形成和增强的[来源:摩尔］．

激光雷达仪器通过从树冠上反射激光来测量树的高度;它们还测量地壳的运动。

罗伯特·西蒙/美国国家航空航天局

火山爆发和地震有一个重要的共同点。在释放它们的愤怒之前，它们内部的压力不断积聚，导致地壳发生微小的变形。如果科学家们能够发现这些细微的变化，他们可能能够更准确地预测灾难性的喷发和地震何时会发生。

NASA希望通过冰的变形、生态系统结构和动力学(DESDynI)系统来帮助他们做到这一点，这是一对拟议中的卫星，暂定于2021年发射。其中一艘飞船会反弹雷达信号，并利用它们来测量地球表面随时间的微小变化。科学家们认为，这将有助于他们追踪潜在的火山和地震[来源:克洛茨，美国国家航空航天局］．

第二颗DESDynI卫星将配备一个名为“激光雷达表面地形学”的系统，该系统将从地球表面反射激光，并测量信号反射所需的时间间隔。激光雷达同样可以帮助科学家发现地壳的细微运动，以及观察森林模式的变化[来源:美国国家科学院］．

当近海发生大地震时，会引发巨浪或海啸，可能会淹没沿海地区，造成巨大的生命和财产损失。但是由于每一次地震都是独一无二的，每一次海啸都表现出不同的波长、波高和方向，这使得预测它们的规模变得困难。2010年，美国宇航局喷气推进实验室的科学家Y.托尼·宋(Y. Tony Song)公布了一个用于评估地震和预测海啸规模的新系统原型。该系统使用来自美国宇航局全球差分GPS网络的数据来捕捉地壳运动的数据，科学家们反过来可以利用这些数据来计算海底的运动以及它给海啸带来的能量[来源:施密特］．

2011年，宋和俄亥俄州立大学教授C.K. Shum使用日本GPS数据分析了2011年3月日本北部地震产生的破坏性特别大的海啸，发现海浪实际上是由两个不同的波锋组成的，它们在经过海底崎岖的山脊时合并并增加了一倍的强度。这些知识可能有助于天气预报员在未来预测类似的超强海浪，并有望加快沿海地区的疏散[来源:美国国家航空航天局］．

艺术家对灾难性小行星撞击地球的印象。

大陆动力研讨会/NSF

2013年2月，一颗直径60英尺(18米)、11000公吨(12125吨)的流星在俄罗斯车里雅宾斯克市上空爆炸，造成1200多人受伤[来源:Yeager]。巧合的是，就在同一天，一个更大的物体——一颗半个足球场大小的小行星——从距离地球约17200英里(27680公里)的地方经过。如果它被击中，爆炸威力将相当于240万吨(220万吨)炸药，相当于数百颗广岛原子弹的威力[来源:路透］．

然而，与其他一些在太空中飞驰的小行星相比，这两颗太空岩石都很小。我们知道，如果一个足够大的物体撞向我们的星球，结果可能是地狱般的。大约6600万年前，一个直径6英里(10公里)的物体撞向墨西哥尤卡坦半岛，引发了一场大灾难，导致恐龙和地球上大多数其他动植物死亡[来源:路透］．

这就是为什么要进行识别和跟踪小行星可能在地球附近冒险的航天器是NASA特别优先考虑的任务。NASA近地天体项目的目标是编制一个近地天体数据库，并跟踪它们的运动[来源:梅西耶］．

小行星主要由岩石和矿物质组成，形成于火星和木星之间较温暖的太阳系内部。它们是火星、地球、金星和水星等内行星形成时遗留下来的碎片。彗星另一方面，由水、冰和尘埃组成，形成于更寒冷的太阳系外。彗星是木星、土星、天王星和海王星等外行星形成时的残留物。彗星和小行星在地球附近漂移(距离地球轨道2800万英里或4500万公里内)被认为是近地天体[来源:美国国家航空航天局］．

为了寻找它们，美国宇航局重新利用了一颗现有的卫星——宽视场红外探测探测器明智的最初于2009年发射，用于寻找遥远的恒星和星系。NASA预计，WISE将发现大约150个以前未知的近地天体，并收集大约2000多个天体的大小和其他性质的信息[来源:美国国家航空航天局］．

WISE和NEO计划有望为NASA提供天体碰撞路线的提前预警，以及实施防御策略的时间，无论这意味着用重力拖拉机、太阳帆或其他未来技术使小行星转向，还是简单地用核爆炸摧毁它[来源:梅西耶］．这可能会帮助我们避免有史以来最严重的自然灾害。