“幾十年前的青藏高原科考，靠的是科學家手腳并用的爬；現(xiàn)在科考，科學家?guī)�無人機過去；未來，人可能都不用去，就能開展科考工作。”

中國科學院空天信息研究院研究員、遙感科學國家重點實驗室主任施建成所描述的這番情景聽起來很“科幻”，但在不久的將來，這一切或?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實。

11月14日，第一屆空間地球科學學術研討會在海南省三亞市召開，全國65個研究院所、高校、企業(yè)近400位來自空間科技和地球科學領域的學者專家參會，會議也標志著中國空間科學學會下屬二級學會空間地球科學專業(yè)委員會正式啟動了相關工作。

空間科技該“入地”了

隨著中科院空間科學戰(zhàn)略性先導科技專項的開展，“悟空”、“墨子”等一系列科學衛(wèi)星捷報頻傳，取得了良好的科學研究效益和社會效益，讓“空間科學衛(wèi)星”這一概念為公眾所知。

然而，這些科學衛(wèi)星主要還是往“外”看的。目前我國的對地觀測衛(wèi)星還是以應用衛(wèi)星為主，很少參與真正的地球科學研究。比如，以我國氣象、海洋、陸地三大系列衛(wèi)星為代表的業(yè)務衛(wèi)星，主要是為各自的用戶部門提供服務。

中科院院士、空間地球科學專委會主任郭華東認為，這與我國科技發(fā)展的水平和階段有關。“真正意義上的以研究地球科學為目標的空間地球科學衛(wèi)星，我們國家還沒有”。

施建成告訴《中國科學報》記者，我國的幾大應用衛(wèi)星系統(tǒng)經(jīng)過多年發(fā)展，取得了長足進步，然而有一個很大的缺陷就是，數(shù)據(jù)交流共享不夠充分。

“關注大氣的不關注地表，關注海洋的不關注大氣，彼此之間的相互聯(lián)系比較薄弱。”施建成直言，“每個領域都有自己的圈子，甚至我們搞遙感的，以前也只講遙感的事。”

他建議對我國現(xiàn)有衛(wèi)星進行優(yōu)化設計和能力提升，針對現(xiàn)有的衛(wèi)星星座在地球系統(tǒng)三大循環(huán)關鍵變量反演和系統(tǒng)觀測中存在的問題，瞄準地球系統(tǒng)科學和前沿科學問題和國家重大需求，提出國際領先的衛(wèi)星計劃，進一步提高和完善地球系統(tǒng)觀測能力，建立觀測體系。

地球科學需要“上天”

其實這件事也并不是空間科技專家在“一頭熱”。

作為長期在地球科學領域一線從事科研工作的“老兵”，科技部原部長、中科院院士徐冠華也深刻體會到，隨著地球科學研究的深入，越來越需要空間科學和技術的廣泛參與。

空間地球科學在國際上并不是什么新鮮事。1995年的諾貝爾獎就是科學家利用星載紫外探測器在地球極區(qū)大氣層發(fā)現(xiàn)臭氧洞，從大氣化學角度闡明了氯氟烴對臭氧層形成、分解的作用及機理。

中國科學家已經(jīng)認識到，地球是一個復雜、不斷變化的系統(tǒng)，當前一些前沿科學問題，比如地球系統(tǒng)如何變化、變化的主要原因、未來地球系統(tǒng)如何變化等等，都是一些大尺度上的科學問題，再用“腳步丈量地球”這樣的傳統(tǒng)研究手段，已經(jīng)具有很大的局限性。

“我們需要空間技術的結(jié)合與深度參與，對地球系統(tǒng)開展大范圍、全要素、和長時序的觀測。”徐冠華說，這一點，已經(jīng)越來越成為地學研究的共識。

此次宣告成立的空間地球科學專委會或許是一個不錯的開始。該專委會掛靠在中科院空天信息研究院，秘書處設在遙感科學國家重點實驗室。旨在組織全國從事空間地球科學及其相關學科的科技工作者，通過開展各種學術活動，促進空間科技在地球科學及相關領域的發(fā)展。

中國空間科學學會秘書長龐紅勛對此充滿期待。他說，空間地球科學作為一個前沿交叉學科，是一個有希望取得重大科學突破、滿足國家重大戰(zhàn)略需求的學科。“明年10月學會將召開第一屆中國空間科學大會，希望新成立的空間地球科學專委會能發(fā)揮更加重要的作用。”

地球“忠心耿耿”的朋友

實際上，科學家已經(jīng)著手行動。

以全球變化研究的熱點地區(qū)——“三極”為例，北極、南極和青藏高原作為全球變化的“敏感區(qū)”和“指示器”，國際學界多年來一直給予高度關注，但全球范圍內(nèi)現(xiàn)有的項目中，大多只關注單一極區(qū)，還沒有能夠把“三極”作為一個整體進行系統(tǒng)性的研究。

郭華東提出，可以大膽構(gòu)想在月球這一穩(wěn)定的自然衛(wèi)星上，構(gòu)建月基對地觀測系統(tǒng)，利用其快速和大區(qū)域覆蓋能力，對三極地區(qū)開展同步研究。

郭華東團隊已有的研究結(jié)果表明，利用光學傳感器從月球觀測地球，可以觀測整個青藏高原地區(qū)，也可以實現(xiàn)對北極和南極地區(qū)的全覆蓋觀測，模擬效果影像和觀測時間窗口均可預知，有潛力一舉實現(xiàn)對“三極”的全覆蓋同步觀測。

“月球是地球忠心耿耿的朋友，能夠提供全球尺度、多傳感器、長期一致的對地觀測數(shù)據(jù)。”郭華東說，“人類既然有這個天然的衛(wèi)星資源，就可以科學利用，開展對宏觀地球科學現(xiàn)象并對地球系統(tǒng)科學問題的深入研究。”

在郭華東看來，這件事還有著另一層意義。“這些年來，我們的科學研究填補了很多‘國內(nèi)空白’，但真正為人類做出貢獻的并不多。如果由我們中國發(fā)起并率先建設月基對地觀測平臺，讓全球科學家去那里做實驗，其歷史意義將是非凡的。”他說，“中國科技界已經(jīng)到了反哺國際社會的時候了。”

“空間地球科學開拓人類深刻研究地球的新途徑和新視野，是對傳統(tǒng)研究方法的革命性變革。”徐冠華希望，通過空間科學和地球科學的更深度融合，更好地推動空間科學和空間技術“入地”，更關注地球科學的相關問題；也推動地球系統(tǒng)科學研究“上天”，通過空間信息獲取平臺更好地研究地學問題。