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探索宇宙奧秘 · 理性思考
1958年1月31日,美國首顆衛(wèi)星“探險者1號”升空,它只工作了一百多天。
但它不會想到,自己開啟了一項持續(xù)至今、長達42年的科學接力。這項接力只為一件事:搞清楚太陽給了地球多少能量,地球又還給了宇宙多少。
2026年2月19日,NASA發(fā)布了一份特別的總結。這不是某個新發(fā)現(xiàn),而是一場持續(xù)近半個世紀的精確測量宣告完成。當我們抬頭看云卷云舒,感受四季冷暖,背后是人類用四十二年時間,在地球與太陽之間,豎起了一把看不見的標尺。
故事的轉折發(fā)生在1984年10月。
當“地球輻射預算衛(wèi)星”從挑戰(zhàn)者號航天飛機發(fā)射時,科學家凌晨3點半就得爬起來。那天陰天,航天飛機點火瞬間,尾焰把整個天空照得通亮。一位老科學家后來回憶,飛機穿入云層,光暗了下去,一分鐘后天空又亮了——那是太陽反射在尾焰上。“說起這事,我還是有點激動。
激動是因為他們終于能驗證一個猜想:云到底在給地球加熱,還是降溫?
1980年代末,衛(wèi)星數(shù)據(jù)給出了直接觀測的證據(jù):云,其實在冷卻地球。這個結論現(xiàn)在看來簡單,但在當時,它是理解地球能量平衡的關鍵一步。
更有意思的細節(jié)是,為了搞清“從哪兒算大氣層頂”,科學家們吵了一整天。最后只好指定一個人計算,結果是:地面往上30公里。
嚴謹?shù)浇跗珗?zhí),這就是科學。
為什么要精確到30公里?
因為地球的能量平衡,就是我們的生命線。如果把太陽比作永不關閘的收入,地球往外輻射就是支出。收支平衡,氣候穩(wěn)定;收大于支,全球變暖。
這是一個極其精密的系統(tǒng)。1880年左右,人類開始試圖理解它。1975年,Nimbus衛(wèi)星首次給出全球尺度的太陽輻射數(shù)據(jù)。到今天,CERES儀器已經把測量精度推到極致——它被稱作NASA飛過最精確的輻射計。
最新數(shù)據(jù)顯示,地球正在持續(xù)“收入大于支出”。但更重要的不是這個結論,而是我們能精確說出“大多少”。
基林曲線讓人類看見二氧化碳,地球輻射預算讓人類看見能量。兩者缺一不可。
說到這,讀者最關心的問題來了:我們呢?
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實事求是地說,這個領域中國是追趕者,但追趕的速度不慢。
風云系列氣象衛(wèi)星早就搭載了地球輻射探測儀。2018年,風云三號D星正式業(yè)務運行,其高精度太陽輻射監(jiān)測儀,能夠以0.2%的精度測量太陽常數(shù)——這個水平已經接近國際前沿。
但差距在于“連續(xù)性”。NASA從1978年就持續(xù)監(jiān)測太陽能量輸入,ERBE和CERES項目加起來連續(xù)跑了42年。這種幾代人的數(shù)據(jù)積累,不是單臺儀器能取代的。氣候科學本質上是時間序列的科學,誰的數(shù)據(jù)長,誰就擁有發(fā)言權。
中國科學家很清楚這點。2021年,國家衛(wèi)星氣象中心啟動風云衛(wèi)星輻射基準網建設,目標就是建立自主的高精度、可溯源輻射基準。說得直白些,就是要讓我們的數(shù)據(jù),自己能給自己“校準”,不必總拿別人的當標準。
“做觀測科學,你永遠不會完成理解。永遠處于可能有人發(fā)現(xiàn)新東西的狀態(tài),永遠不會有最終逃脫到絕對肯定的那天。”
這不只是謙虛,更是科學的本相。
太陽照常升起,地球默默散熱,我們在地面之上30公里處,放了一把尺子。42年,這把尺子越做越準,但我們仍不知道明天會發(fā)現(xiàn)什么。也許云的變化比模型快,也許太陽沒那么穩(wěn)定,也許一個從未想過的反饋機制正在暗中運作。
唯一能做的,就是繼續(xù)測下去。
這大概就是人類理性最動人的地方:承認永遠不確定,但堅持測量每一分不確定。
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