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May. 23 2017

新的夜間地圖揭露地球另一個層面

  • 新的夜間地圖揭露地球另一個層面

    新的夜間地圖揭露地球另一個層面

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比對2012至2016年的衛星資料後,可以看出哪裡變亮、哪裡變暗。

這張地圖採用NASA的索米國家極地軌道夥伴衛星(Suomi-NPP satellite)資料,顯示2012年至2016年間地球夜晚變亮(藍色)與變暗(粉紅色)的地方。
MAP BY JOHN NELSON

夜間從太空俯看地球時,原本複雜、多樣的地表會變成單純的明暗對比,陸地的輪廓如鬼魅般浮現,絲狀的光線穿梭其中,在優美之餘亦魔幻幽靜。這些影像也透露出地球上的人類做了什麼事,以及人類的行為發生了哪些變化。

NASA利用2016年間收集的影像,合成了一張全球夜間照明圖,並於今年四月公開上線。Esri地圖軟體公司的繪圖師尼爾森(John Nelson)看到之後,便想拿這張地圖和2012年的版本對照。NASA在影像上放滑桿,滑動後可以看到這兩段期間內特定地點的變化;尼爾森決定用地圖呈現燈光的變遷。他說:「我一直滑來滑去⋯⋯看到有些地方情況改變了,感到非常著迷。我覺得,如果用地圖畫出改變的地方,就能輕易地一次看到所有的改變。」

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尼爾森比對了兩份地圖上相同像素位置的變化,將亮度相減來計算差異,再將這些差異譜在地圖上;2016年比較亮的地方用藍色標記,比較暗的地方畫上粉紅色。

這張地圖粉紅色處是比2012年暗的地方,藍色是比較亮的地方。敘利亞多處畫上亮粉紅色,可以看到內戰重創當地。
MAP BY JOHN NELSON

最後的成品處處點綴著螢火蟲般的光點,讓人清楚看到四年間地球夜間燈火改變的程度。有些差異很容易解釋,像是上方的中東地圖,其中敘利亞因戰爭之故,整體變黑暗。

下圖中大量藍色光點,表示印度大幅變亮。這也不讓人意外:許多印度人無電可用,因此印度政府除了推動鄉下供電的計畫外,還大量投資再生能源。這些工程還沒完成,可是地圖上已經能清楚看到初步的成果。

印度地圖上處處藍光,表示這些地區的夜間照明在四年內增加。
MAP BY JOHN NELSON

有些地方的變化就比較難解釋了,像是已開發國家有些地區明顯變暗。尼爾森說:「美國和歐洲的夜間照明整體來說變暗了,這讓我很意外。我猜測這可能是照明效率變好的關係。」

下方地圖中,英國有不少地方變亮,但歐陸大多數地區卻變暗。這有可能是因為歐洲人開始意識到光害的問題,也開始著手減少光害,並且已經有些成效。

2012至2016年間,歐洲的夜間照明減少的程度讓人訝異。
MAP BY JOHN NELSON

NASA地球科學家羅曼(Miguel Román)率領團隊分析索米國家極地軌道夥伴衛星的夜間照明資料;他說,若要用地表上的事件,來解釋尼爾森的地圖所顯示的變化,必須謹慎進行。假如某個像素標記了當地的燈光變亮,有可能那裡開始供電,「但也有可能是換了一種街燈」。

這種地圖可以用來描繪量化的改變,但羅曼認為如果真的要詳細研究,計算每一個像素的改變程度時,必須以輻射率來衡量,因為這樣才會將其他因素(如視角)列入考量。

他說:「假如真的要用人類行為模式或進程來解釋這些改變,就必須觀察每一個像素。這方面的夜間衛星影像研究還在進行中,既是尖端科技,又是從來沒有人做過的事,實在很精彩!」

2012至2016年間,美國東岸的夜間照明增減不一。
MAP BY JOHN NELSON

地圖上標記的變化,很適合用來發掘、探索意想不到的發展。上方的美東地圖就有許多讓人不解之處:為什麼南、北卡羅萊納州比較亮,但喬治亞州比較暗?為什麼墨西哥灣沿岸會變暗?點進互動版的地圖,就能將任何一塊地表放大檢視。

羅曼說,若要理解變化的原因為何,還需要追蹤特定地區的變化。NASA正著手讓科學家取得每天的地表夜間影像;根據NASA的說法,這些影像的用途甚廣,包括偵測違法捕魚、天災救援、辨識光害來源,以及保護易危的生態等等。

2012至2016年間,北韓幾乎沒有改變。
MAP BY JOHN NELSON

尼爾森說:「NASA的資料實在太棒了,我很喜歡他們在做的事。」他看到這份夜間「黑彈珠」的資料後,立刻受到啟發,馬上就開始繪製地圖。他說:「我覺得最出色的地圖,通常是我看到某一套資料後開始胡思亂想,為了好玩立刻趕工出來的成果。」

尼爾森正在進行的計畫,還包括研究將海洋化學的大數據資料視覺化的方式。他說:「我實在無法相信這是我的工作,我覺得在這麼棒的資料中滑來滑去,想辦法用簡潔的方式呈現,實在是樂趣無窮。我隨時都等著參與有趣的計畫。」

西非沿海的藍色和粉紅色光點,可能代表離岸鑽油的變化,藍點表示新的鑽油地點。
MAP BY JOHN NELSON

 

撰文:Betsy Mason

編譯:王年愷

 

延伸閱讀:從一張地圖看人類帶給地球多大衝擊 / 4月號:ISIS離開之後

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