美國國家航空暨太空總署（NASA）目前正在公開發布其最新地球觀測衛星PACE提供的科學品質數據，這些數據首次對海洋健康、空氣品質和氣候變遷的影響進行了測量，增強了科學認識並支持全球環境監測。

美國國家航空暨太空總署的PACE（浮游生物、氣溶膠、雲層、海洋生態系統）太空船在地球上空運作。圖片來源：NASA GSFC

浮游生物、氣溶膠、雲層和海洋生態系統（PACE）衛星於2 月8 日發射升空，經過數週的太空船和儀器在軌測試，以確保其正常運作和資料品質。這項任務正在收集數據，公眾現在可以訪問https://pace.oceansciences.org/access_pace_data.htm。

美國國家航空暨太空總署（NASA）PACE衛星的海洋色彩儀器（OCI）可偵測到超光譜範圍的光線，為科學家提供了區分浮游植物群落的新資訊–這是NASA最新地球觀測衛星的獨特能力。 2024 年2 月28 日，OCI 衛星發布的第一張圖像顯示了南非海岸附近海洋中這些微小海洋生物的兩個不同群落。圖片中央部分顯示的是粉紅色的Synechococcus 和綠色的picoeukaryotes。圖片左側顯示的是海洋的自然色彩，右側顯示的是葉綠素-a 的濃度，葉綠素-a 是一種光合色素，用於識別浮游植物的存在。圖片來源：美國國家航空暨太空總署

PACE 數據將使研究人員能夠研究海洋中的微觀生命和空氣中的微粒，從而加深對漁業健康、有害藻類大量繁殖、空氣污染和野火煙霧等問題的了解。利用PACE，科學家還可以研究海洋和大氣是如何相互作用並受到氣候變遷的影響的。

美國國家航空暨太空總署署長比爾-納爾遜（Bill Nelson）說：「這些令人驚嘆的圖像進一步推動了美國國家航空暨太空總署保護地球家園的承諾。PACE的觀測將使我們更好地了解我們的海洋和水道以及以它們為家的微小生物是如何影響地球的。

“PACE任務的第一道曙光是我們為更好地了解我們不斷變化的地球而持續努力的一個重要里程碑。地球是一個水行星，但我們對月球表面的了解卻比對我們自己的海洋還要多。新時代。 “

PACE 的OCI 儀器也收集可用於研究大氣狀況的數據。這張OCI 影像的前三幅描繪了從北非飄入地中海的塵埃，顯示了科學家過去利用衛星儀器收集到的數據–真彩影像、氣溶膠光學深度和紫外線氣溶膠指數。下面兩張圖片展示了新的數據，這些數據將幫助科學家創建更精確的氣候模型。單散射反照率（SSA）顯示了散射或吸收光的比例，將用於改進氣候模型。氣溶膠層高度（Aerosol Layer Height）顯示氣溶膠在地面或大氣層中的位置，有助於了解空氣品質。資料來源：NASA/UMBC

這顆衛星的海洋色彩儀器由位於馬裡蘭州格林貝爾特的美國太空總署戈達德太空飛行中心建造和管理，它透過紫外線、可見光和近紅外線光譜觀測海洋、陸地和大氣層。以前的海洋色彩衛星只能偵測到少數幾種波長，而PACE 能偵測到200 多種波長。有了這廣泛的光譜範圍，科學家就能辨識浮游植物的特定群落。不同的物種在生態系和碳循環中發揮不同的作用–大多數是良性的，但有些對人類健康有害–因此區分浮游植物群落是該衛星的關鍵任務。

PACE 的兩台多角度偏振儀HARP2 和SPEXone 可以測量雲層和大氣中微小顆粒反射的偏振光。這些微粒被稱為氣溶膠，從灰塵、煙霧到海霧等等。這兩種偏振計在功能上具有互補性。 SPEXone由荷蘭太空研究所（SRON）和荷蘭空中巴士公司（Airbus Netherlands BV）製造，將在五個不同的視角下以高光譜分辨率觀測地球–探測彩虹的所有顏色。由馬裡蘭大學巴爾的摩郡分校（UMBC）建造的HARP2 將以60 個不同的視角觀測四種波長的光。

PACE上的SPEXone偏振計儀器提供的早期數據顯示了2024年3月16日日本上空和2024年3月6日埃塞俄比亞上空對角線範圍內的氣溶膠。在上兩幅圖中，淺色代表偏振光的比例較高。在底部面板中，SPEXone 資料被用來區分細氣溶膠（如煙霧）和粗氣溶膠（如灰塵和海霧）。 SPEXone 數據還可以測量氣溶膠對太陽光的吸收程度。在衣索比亞上空，數據顯示大部分細顆粒吸收了太陽光，這是典型的生物質燃燒產生的煙霧。在日本，也有細氣溶膠，但沒有同樣的吸收。這顯示東京的城市污染被吹向海洋，並與海鹽混合。 SPEXone 偏振觀測結果顯示在PACE 的另一個儀器OCI 拍攝的真彩背景影像上。資料來源：SRON

有了這些數據，科學家將能夠測量雲的特性–這對了解氣候非常重要–並監測、分析和識別大氣氣溶膠，從而更好地向公眾通報空氣品質。科學家還將能夠了解氣溶膠如何與雲相互作用並影響雲的形成，這對於創建精確的氣候模型至關重要。

2024年3月11日，PACE的HARP2偏振儀拍攝到南美洲西海岸上空雲層的早期影像。偏振儀數據可用於確定構成雲虹的雲滴的信息，雲虹是由雲滴而不是雨滴反射的陽光產生的彩虹。科學家可以了解雲層對人為污染和其他氣溶膠的反應，也可以利用這些偏振測量數據來測量雲滴的大小。資料來源：UMBC

“二十多年來，我們一直夢想著能獲得類似PACE的圖像。終於看到了真實的東西，這真是超現實。”NASA戈達德的PACE項目科學家傑里米-韋德爾（Jeremy Werdell）說。 “所有三個儀器的數據品質都非常高，我們可以在發射兩個月後開始公開發布這些數據，我為我們的團隊能夠做到這一點而感到自豪。這些數據不僅會對我們的日常生活產生正面影響，為空氣品質和水生生態系統的健康提供信息，而且還會隨著時間的推移改變我們對地球家園的看法。

PACE 任務由美國太空總署戈達德分局管理，該分局也建造並測試了太空船和海洋顏色儀器。超角彩虹偏振儀2 號（HARP2）由巴爾的摩郡馬裡蘭大學設計和製造，行星探測光譜偏振儀（SPEXone）由荷蘭太空研究所、空中巴士防務公司和荷蘭航太公司主導的荷蘭財團開發和製造。

編譯來源：ScitechDaily