深入了解卫星对抗野火的竞赛

随着加州及全球范围内野火威胁的加剧，越来越多的联邦机构、非营利组织和科技公司正在竞相部署新技术，从全新的有利位置——外太空——帮助扑灭火灾。

本周，由美国国家航空航天局 (NASA)、谷歌、SpaceX、加州林业和消防局以及其他组织支持的新卫星任务宣布启动，承诺通过从上空监测地球，推进早期野火探测并帮助减少火灾损失。

总体而言，这些知名人士、亿万富翁、政府团体和非政府组织的名单反映出人们对利用新技术解决人类面临的一些最大问题的浓厚兴趣。

其中包括 地火联盟是一个全球性非营利联盟，该联盟最近公布了其愿景，将建立一个由 50 多颗卫星组成的卫星群，专门关注野火及其生态影响。

该组织称，这个名为 FireSat 的轨道监测网络将每 20 分钟扫描一次地球，寻找野火活动——通过六个光谱带分析地形，可以透过云层、烟雾、黑暗和强烈阳光发现火灾迹象。前三颗卫星将于 2026 年发射并投入使用。

地球火灾联盟董事会成员、加州消防局前副局长克里斯·安东尼表示：“这确实改变了资源分配的方式，因为现在我们拥有了每一场火灾的高清图像，这最终将帮助我们以更高效的方式部署资源。”

安东尼表示，FireSat 收集的数据和图像不仅可以让工作人员了解火灾的地点，还可以告诉他们火势有多热、蔓延的速度有多快，有助于指导灭火、紧急行动和疏散。

他指出，在他与火灾斗争的职业生涯中，他经常想加州何时会利用其作为全球技术和创新中心的声誉来解决野火问题。

“每次发生大规模山火，以及烟雾中释放的碳，我都感觉我们陷入了这种负反馈循环，很难摆脱，”他说。“我坚信技术和创新是我们扭转局势的核心要素。我的意思是，我们必须这样做——我认为我们别无选择。”

事实上，尽管加州经历了两次 火灾季节相对温和 由于连续两个冬季阴雨连绵，威胁仍未消散。

该州经历了大部分 最大的， 最致命的 和大多数 毁灭性的火焰 根据加州消防局的数据，自 2000 年以来，加州 2020 年，有记录以来最严重的山火年份，烧毁了近 440 万英亩土地，这是该州第一场百万英亩的火灾， 奥古斯特情结。

专家表示，预计未来几年这里的野火规模会更大、速度会更快、更频繁，部分原因是 气候更加温暖干燥 人类造成的气候变化以及植被生长和森林管理实践是导致这一现象的主要因素。预计全球将出现类似趋势，预计全球野火将 到本世纪中叶增长 30%据联合国称。

地球静止轨道环境卫星 17 号 (GOES-17) 拍摄的图像显示，2021 年 8 月迪克西大火发生时，烟雾笼罩着美国西部部分地区。

（由美国国家海洋和大气管理局和美国国家环境卫星、数据和信息服务提供）

今年早些时候，德克萨斯州经历了 史上最大山火这场大火烧毁了超过一百万英亩的土地，造成两人死亡，至少 7,000 头牛死亡。

去年，持续不断的火灾烧毁了加拿大 4500 多万英亩的土地，并导致 有毒烟雾滚滚 传播到美国部分地区乃至欧洲。

安东尼说：“尽管加州一直是多起大型破坏性火灾的中心，但很明显，我们现在面临的野火问题不仅仅是加州或西部各州的问题，而是一个我们需要解决的全球性问题。”

地球火灾联盟的卫星将加入 NASA 和美国国家海洋和大气管理局的类似任务。这两个机构本周宣布，他们 即将推出 GOES-U这是其四颗先进气象卫星系列中的最后一颗，这些卫星为西半球大部分地区提供持续监测。

GOES-U 卫星大小与一辆小型校车相当，由国防承包商洛克希德马丁和 L3Harris 共同设计和制造。官员表示，该卫星将于 6 月 25 日搭载 SpaceX 猎鹰重型火箭从佛罗里达州 NASA 肯尼迪航天中心发射升空，并将提供快速数据，用于追踪严重风暴，包括破坏性的野火及其烟雾，以及热带气旋、洪水、雷电、暴风雪、浓雾和其他灾害。

美国国家海洋和大气管理局地球静止轨道观测办公室主任帕姆·沙利文周三对记者说：“美国国家海洋和大气管理局的地球静止轨道卫星是保护美国和在美洲生活和工作的 10 亿人民不可或缺的工具。”

她说，GOES-U（进入轨道后将更名为 GOES-19）将每 10 分钟扫描一次地球，并能以 30 秒的更新速度放大图像来追踪危险的风暴和灾害。

它还将携带第一个作战 紧凑型日冕仪 这将有助于探测太空天气，以便对电网、通信和导航系统中断发出预警。本月早些时候， 强大的地磁风暴 引发了一些有关此类影响的报道。

GOES 系列将在以下方面发挥关键作用 飓风追踪但也许其“最大的改变游戏规则的方面”是其探测野火的能力，美国国家海洋和大气管理局的项目科学家丹·林赛 (Dan Lindsey) 说。

“我们当然知道它可以探测到火灾，但它能够以比我们预见的更令人印象深刻的方式做到这一点，”林赛说。他说，GOES 系列已经探测到了小谷仓大小的火灾，但新的成像工具在其火灾探测波段上的空间分辨率将提高四倍。

他说：“这很重要，因为它使我们能够将消息传达给紧急救援人员和消防员，并尽快扑灭火灾。”

专家们还在试验更多地面技术来扑灭火灾，包括使用人工智能工具扑灭加利福尼亚州的山林火灾。

一个项目——加州消防局与加州大学圣地亚哥分校合作 ALERT加州系统 去年宣布的——包括全州 1000 多个高清摄像头， 使用人工智能扫描地形并向消防队员发出火灾预警。

官员们表示，该系统已被证明是有效的，其试点项目在接到 911 电话之前就标记了数十起火灾。

绕地球运行的 GOES-U 卫星渲染图。

（美国国家海洋和大气管理局/洛克希德·马丁公司）

尽管如此，太空本身就是一个前沿，它带来了一系列挑战。众所周知，火箭发射 排放大量导致全球变暖的二氧化碳以及黑碳、甲烷和其他污染物。

去年秋天，联合国的一份报告也警告称， 太空垃圾增多带来的新风险 — 包括大约 8,300 颗卫星和 35,000 个围绕地球运行的其他跟踪物体，其中许多用于天气监测、预警系统和全球通信。

太多的轨道物体面临碰撞的风险，这可能会引发连锁反应，导致这些系统离线， 报道称。

但地球火灾联盟临时执行董事布莱恩·柯林斯表示，新的法规和设计有助于缓解部分风险。该技术可能带来的生命和财产拯救效益也是平衡的一部分。

该联盟和咨询公司 Mandala Partners 发布的一份新经济报告发现，及早发现火灾可使美国、澳大利亚和南欧每年的直接火灾损失减少约 12 亿美元。仅在美国，野火每年造成的损失就高达 113 亿美元，其中很大一部分是财产损失——这一趋势已经 已经看到一些保险公司逃离加州 以及其他火灾多发地区。

报告发现，美国火灾造成的间接成本每年可能高达 4150 亿美元，包括劳动生产率损失和医疗成本。近一半（46%）的山火成本由当地社区和企业承担。

柯林斯表示，地球火灾联盟的卫星套件将飞行在较低的轨道上——距离地球约 370 英里，而美国国家海洋和大气管理局的轨道距离为 22,000 英里——从而能够实时提供更详细的信息。

“我们认为它是 NOAA 和 NASA 生产的大型重型运输系统的补充，”他说。“知道火灾发生在哪里——在路的这一边还是那一边，在山的这一边还是那一边——对生态系统和急救人员来说非常重要。”

他说，地球火联盟在早期投资中筹集了 1200 万美元，目前正在争取额外的 5000 万至 6000 万美元，以将前三颗卫星送入太空。50 颗或更多卫星的完整星座将需要大约 3 亿至 4 亿美元的资金，其中一些资金将来自合作伙伴关系。

该联盟的支持者包括 Google.org、环境保护基金、Minderoo 基金会和戈登与贝蒂摩尔基金会。

科林斯表示，通过非营利组织结构来解决野火问题是合理的，因为非营利组织比受特定资金周期约束的政府机构行动更灵活。不过，FireSat 捕获的数据可以与 NASA 和 NOAA 整合，并免费提供给所有用户。

“成立该组织的原因主要有两点——把握预算流程，以及能够更快行动的兴趣和热情，”他说。“这是一个很好的结合，既能填补能力的空白，又能推进任务。”

前加州消防局局长安东尼表示，FireSat 项目不仅有助于指导对正在发生的火灾的扑灭，而且还能为火灾提供额外的情报。 规定的火灾或为清除植被和保护森林健康而故意纵火。例如，这些工具可以帮助评估实施规定火灾的正确时间，跟踪火灾强度并将其与火灾模型相结合。

安东尼补充说，卫星提供的千英里视野将标志着消防工具新时代的到来，其保真度和分辨率将达到前所未有的水平。

他说：“如果你能看到一切，你就能够理解一切。”