NASA | TIRS: The Thermal InfraRed Sensor on LDCM

NASA Goddard

13 Mar 201205:17

Summary

TLDR美国国家航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）正在准备发射名为Landsat数据连续性任务（LDCM）的新型卫星，这是第八颗Landsat卫星，旨在继续记录地球陆地表面变化的全球最长数据记录。LDCM的数据对于监测、理解和管理全球森林、农业和水资源至关重要。特别是，它将帮助科学家们在水资源宝贵的西部各州，通过遥感数据确定灌溉区域、灌溉量和频率。LDCM携带的热红外传感器（TIRS）能够测量地球表面的温度，从而帮助资源管理者了解农田的水分使用速率。TIRS通过测量地表温度，可以精确地测量蒸发散（植物通过叶片蒸发水分和土壤蒸发水分的总和）的速率。为了保持TIRS仪器的敏感性和精确性，它需要在极低的温度下工作，这要求卫星在面对太阳辐射和太空寒冷环境时，采用多层绝缘毯和地球屏蔽技术来保护仪器。TIRS的数据将为Landsat数据档案增加超过300万张地球图像，为了解食物生产中水的使用量以及未来增加食物生产以满足不断增长的人口需求所需的水量提供科学依据。

Takeaways

🛰️ NASA和美国地质调查局正在准备一颗名为Landsat Data Continuity Mission (LDCM)的新卫星，这是第八颗Landsat卫星，它将延续地球表面变化的全球最长数据记录。
🌍 Landsat卫星自1972年以来一直在地球轨道上，进行土地覆盖和土地使用情况的科学测量。
🌱 LDCM的数据对于监测、理解和管理全球森林、农业和水资源具有关键作用。
💧 这些数据特别对西部各州的科学家有用，因为那里水资源非常重要，可以帮助他们确定灌溉区域、灌溉量和频率。
🔍 热红外传感器（TIRS）正在为下一次Landsat任务建造和测试，旨在测量地球表面根据地球温度发出的热辐射量。
☀️ 太阳非常热，大约10000度，其辐射峰值在0.5微米左右，这正是我们眼睛能看到的区域。而地球较冷，其辐射波长更长，大约10微米，位于远红外区域，超出了我们的可见范围。
🌡️ 热红外传感器使我们能够确定地球不同地点表面的气温。
💧 利用这些表面温度，资源管理者可以确定一个田地使用水的速度，以及水如何通过蒸发和植物的蒸腾作用返回大气。
🌿 '蒸散发'（Evapotranspiration）是TIRS测量的科学术语，指的是水通过植物的蒸腾作用蒸发到大气中。
📡 TIRS仪器使用量子阱红外光电探测器（QWIPS）技术阵列，这些探测器比以往Landsat卫星上使用的热探测器更灵敏、更精确，但需要保持非常冷的状态。
🧊 QWIPS必须冷却至低于43开尔文，这是绝对零度以上43度，非常非常冷。
🔧 TIRS的不同组件需要保持在不同的温度下，这对卫星在每90分钟绕地球轨道运行一次时面临的极端温度变化是一个挑战。
🛡️ 为了保护仪器免受极端条件的影响，使用了多层绝缘毯和地球屏蔽技术。
📚 通过Landsat传感器收集的观测数据不仅仅是美丽的图片，它们是精确、校准良好、科学的测量，可以帮助我们了解食物生产中使用的水量以及未来可能需要增加多少水量以满足不断增长的人口需求。
🌐 TIRS的热数据作为LDCM任务的一部分，将增加到构成Landsat数据档案的超过300万张地球图像中。

Q & A

Landsat卫星自哪一年开始绕地球轨道运行？
-Landsat卫星自1972年开始绕地球轨道运行。
Landsat Data Continuity Mission（LDCM）是第几颗Landsat卫星？
-LDCM是第八颗Landsat卫星。
LDCM卫星的主要任务是什么？
-LDCM卫星的主要任务是继续记录地球上土地表面变化的全球数据，并对全球森林、农业和水资源进行监测、理解和管理。
西部各州的科学家如何利用LDCM数据？
-西部各州的科学家利用LDCM数据来确定灌溉区域的位置、灌溉量以及灌溉频率，因为水资源在这些地区非常重要。
Thermal Infrared Sensor（TIRS）是什么，它在Landsat任务中的作用是什么？
-TIRS是热红外传感器，它被设计用来测量地球表面根据地球温度发出的热辐射量。在Landsat任务中，它允许我们确定地球不同地点表面的温度。
地球表面的温度如何帮助资源管理者了解水分使用情况？
-通过使用地表温度，资源管理者可以确定一个田地使用水分的速度。降雨或灌溉启动了一个水分循环，最终水分返回到大气中。水分从地面蒸发和从叶子中蒸腾，可以冷却土壤和植物。
什么是蒸散发，TIRS是如何测量它的？
-蒸散发是水分通过植物的蒸腾和蒸发到大气中的科学术语。TIRS通过测量地表的冷热特征来测量蒸散发，其中水分不足的区域会呈现为较温暖的特征。
TIRS仪器使用的Quantum Well Infrared Photodetectors（QWIPS）技术有何特点？
-QWIPS比以往Landsat卫星使用的热探测器更敏感和精确。但为了正确运行，它们需要保持非常冷的温度，低于43开尔文。
卫星在轨道上运行时，TIRS组件如何保持不同温度？
-卫星每90分钟绕地球一周，会经历太阳的热辐射和太空的寒冷。为了保持不同组件的温度，使用了多层绝缘毯和地球盾来保护仪器免受极端条件的影响。
Landsat传感器收集的观测数据有什么特别之处？
-Landsat传感器收集的观测数据不仅仅是漂亮的图片，它们是精确、校准良好、科学的测量，可以帮助我们了解用于食品生产的水分使用量以及未来可能需要多少水分以增加食品生产，以跟上人口增长的步伐。
TIRS的热数据将如何贡献于Landsat数据档案？
-TIRS的热数据作为LDCM任务的一部分，将增加到构成Landsat数据档案的超过300万张地球图像中。

Outlines

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🛰️ NASA和USGS准备发射Landsat数据连续任务卫星

NASA和美国地质调查局（USGS）正在准备发射名为Landsat数据连续任务（LDCM）的新卫星。自1972年以来，Landsat卫星一直在绕地球轨道运行，进行土地覆盖和土地使用情况的科学测量。LDCM是第八颗Landsat卫星，将继续维护地球上最长的全球土地表面变化数据记录。LDCM的数据对于监测、理解和管理全球森林、农业和水资源至关重要。

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🌡️ TIRS：热红外传感器的科学应用

热红外传感器（TIRS）正在为下一次Landsat任务建造和测试，它旨在测量地球表面作为地球温度函数的热辐射量。所有比绝对零度高的物体都会发射辐射，物体越热，其峰值辐射的波长就越短。TIRS仪器将使用这些表面温度数据，帮助资源管理者确定一个田地使用水的速率。蒸发和植物的蒸腾作用会冷却土壤和植物，TIRS将测量这一过程，即蒸散作用。此外，TIRS使用量子阱红外光电探测器（QWIPS）技术，比以往Landsat卫星上使用的热探测器更敏感和精确，但为了正确运行，它们需要保持非常低的温度。

🌍 LDCM任务将增加超过300万张地球图像至Landsat数据档案

LDCM任务将为Landsat数据档案增加超过300万张地球图像。这些图像不仅仅是漂亮的图片，它们是精确、校准良好、科学的测量数据。通过TIRS的热数据，我们将继续学习更多关于用于食品生产所需水量的信息，以及未来为了满足不断增长的人口需求，可能需要增加多少食品生产。

Mindmap

Keywords

💡Landsat Data Continuity Mission (LDCM)

LDCM是美国国家航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）准备的新卫星任务，称为陆地卫星数据连续性任务。它是第八颗陆地卫星，旨在继续记录地球上土地表面变化的全球最长数据记录。这个任务对于持续监测地球表面变化、森林、农业和水资源的管理至关重要。

💡Landsat 卫星

Landsat 卫星自1972年以来一直在地球轨道上运行，它们用于进行土地覆盖和土地使用情况的科学测量。这些卫星对于理解地球表面的变化提供了宝贵的数据，对于环境监测和资源管理具有重要意义。

💡TIRS (Thermal Infrared Sensor)

TIRS是热红外传感器，它在戈达德航天飞行中心建造和测试，用于测量地球表面发射的热辐射量，这是地球温度的函数。TIRS的设计允许科学家确定地球不同地点表面的确切温度，这对于资源管理者了解农田用水速度非常关键。

💡热辐射

热辐射是所有温度高于绝对零度的物体发射的辐射。物体越热，其峰值辐射的波长就越短。例如，太阳的温度约为10,000度，其辐射峰值在0.5微米左右，这正是我们眼睛可以看到的区域。而地球的温度较低，其辐射波长大约为10微米，位于远红外区域，超出了我们的可见范围。

💡地表温度

地表温度是指地球表面在不同地点的温度。通过测量地表温度，资源管理者可以确定一个田地使用水的速度。地表温度的测量对于理解水循环和蒸发过程至关重要，这对于农业灌溉和水资源管理非常有用。

💡蒸发蒸腾

蒸发蒸腾是植物通过叶片蒸腾和土壤表面蒸发共同作用的过程，是水分从植物体内通过叶片气孔散失到大气中的过程。TIRS测量的就是这个过程，它通过捕捉植物蒸腾和水分蒸发到大气中的冷热特征，帮助科学家了解水分的使用情况。

💡Quantum Well Infrared Photodetectors (QWIPS)

QWIPS是一种量子阱红外光电探测器，它们比以往Landsat卫星上使用的热探测器更敏感、更精确。为了正确工作，这些探测器需要保持非常低的温度，低于43开尔文。QWIPS技术是TIRS仪器的核心，用于测量地表温度和蒸发蒸腾过程。

💡多层绝缘毯

多层绝缘毯是一种用于太空中的隔热材料，因为太空中没有空气，这些毯子可以很好地保护探测器免受极端条件的影响。它们是TIRS仪器用来在不同温度区域之间保持稳定工作温度的关键技术之一。

💡地球盾

地球盾是一种大型的隔热装置，它像一扇门一样，可以屏蔽掉仪器不需要成像的地球部分，从而帮助确保仪器只检测到感兴趣的信号。这是保持TIRS仪器在不同温度下正常工作的重要组件。

💡水资源管理

水资源管理是指对水资源的规划、开发、使用、保护和治理。在视频中，LDCM和TIRS的数据对于监测和管理全球森林、农业和水资源至关重要。通过精确测量地表温度和蒸发蒸腾过程，科学家和资源管理者可以更好地了解水资源的使用情况，并预测未来食品生产对水资源的需求。

💡Landsat 数据档案

Landsat 数据档案是由Landsat卫星收集的超过300万张地球图像组成的庞大数据库。这些图像不仅仅是美丽的图片，它们是精确、校准良好、科学的测量数据。TIRS的热数据作为LDCM任务的一部分，将为这个档案增添新的数据，帮助科学家们更深入地了解地球表面的变化。

Highlights

NASA和美国地质调查局正在准备一个新的卫星，名为Landsat数据连续性任务（LDCM）。

Landsat卫星自1972年以来一直在地球轨道上，进行土地覆盖和土地使用情况的科学测量。

LDCM是第八颗Landsat卫星，它将继续记录地球上土地表面变化的全球最长数据记录。

LDCM的数据将在监测、理解和管理世界森林、农业和水资源方面发挥关键作用。

这些数据对于向科学家提供信息非常有用，尤其是在水资源非常重要的西部各州。

TIRS（热红外传感器）正在为下一次Landsat任务建造和测试，旨在测量地球表面温度的热辐射量。

所有比绝对零度高的物体都会发射辐射，物体越热，其峰值辐射的波长越短。

例如，太阳非常热，大约10000度，其辐射峰值在0.5微米左右，这正是我们眼睛能看到的区域。

地球要冷得多，因此其辐射的波长要长得多，大约是10微米，这是远红外区域，超出了我们所能看到的。

热红外传感器使我们能够确定地球表面不同地点的温度。

利用这些表面温度，资源管理者可以确定一个田地使用水的速度。

蒸发和植物叶片的蒸腾作用会冷却土壤和植物，这就是科学术语蒸散发所指的。

TIRS仪器将测量蒸散发，即水通过植物散发和蒸发到大气中的信息。

为了测量这些温暖区域和凉爽特征，TIRS仪器使用在NASA戈达德航天中心主要开发的量子阱红外光电探测器（QWIPS）技术阵列。

QWIPS比以往Landsat卫星上使用的热探测器更敏感、更精确，但为了正确运行，它们需要保持非常冷的温度。

TIRS的不同组件需要保持在不同的温度下，因为卫星每90分钟绕地球轨道运行一次，会经历太阳的高温和太空的低温。

多层绝缘毯和地球屏蔽器被用来保护仪器免受这些极端条件的影响。

准确检测这些热源有助于监测灌溉田地的水使用情况。

Landsat传感器收集的观测数据不仅仅是漂亮的图片，它们是准确、校准良好、精确的科学测量。

通过TIRS的热数据，我们将继续了解用于食品生产所用的水量以及未来可能需要增加多少水量以提高食品生产，以跟上不断增长的人口。

TIRS的热数据作为LDCM任务的一部分，将增加到构成Landsat数据档案的超过300万张地球图像中。