日本氣象衛(wèi)星向日葵8號發(fā)回的地球照片。圖片來源：日本氣象廳

12月24日，國內(nèi)媒體報道了這樣一張“地球素顏照”，聲稱這是一張“未經(jīng)任何顏色修飾前，地球最原始樣貌的照片”。部分內(nèi)容摘錄如下：

臺灣東森新聞網(wǎng)12月24日援引英國《每日郵報》報道稱，氣象衛(wèi)星向日葵8號在10月7日升空，近日在距離地球35790千米處拍下影像，超高解析度細膩呈現(xiàn)了云朵、海洋、沙漠等細節(jié)，更是第一張未經(jīng)任何顏色修飾前，地球最原始樣貌的照片。

過去民眾印象中，水藍色的地球其實是美國太空總署利用色彩校正處理過的照片，和向日葵8號拍下的灰色地球有很大的不同。不過，這張所謂“真實色彩”照片，指的并不是人類肉眼觀看的影像，而是呈現(xiàn)地球在太空中的真實樣貌。

看到這則新聞，有不少網(wǎng)友開始上綱上線，認為之前我們熟悉的“藍色彈珠”原來是“皇帝的新衣”，真正的地球原來是這樣一顆“暗黑星球”，甚至戲稱“地球需要買一臺美顏相機”。

著名的“藍色彈珠”地球照片。圖片來源：NASA

僅從這則新聞中提供的高度35790千米來看，拍下這張照片的衛(wèi)星是一顆同步氣象衛(wèi)星。也就是說，它環(huán)繞地球的公轉(zhuǎn)周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等，因此可以不間斷地向地面輸送地球表面某個地區(qū)的照片。中國的風(fēng)云2號也是這樣的衛(wèi)星。

順便說一下，用于氣象觀測的衛(wèi)星還有極軌衛(wèi)星，一般在離地面720至800千米的軌道上運行，它們的軌道通過地球的南北極，而且它們的軌道是與太陽同步的，也就是說，它們每天兩次飛越地球表面上的一個點，而且總是在同一個鐘點。當(dāng)然，極軌衛(wèi)星無法獲得實時的氣象觀測數(shù)據(jù)。

站得高，看得遠。在同步衛(wèi)星軌道拍攝一張地球的照片，理論上沒有問題。但問題在于，“未經(jīng)任何顏色修飾的地球照片”是否就能代表“地球最原始樣貌的照片”呢?答案是否定的。

我們先來學(xué)習(xí)一個知識。瑞利散射，由英國物理學(xué)家瑞利的名字命名，指半徑比光或其他電磁輻射的波長小很多的微小顆粒對入射光束的散射，散射系數(shù)與波長的4次方成反比?？諝夥肿拥陌霃竭h小于可見光的波長，因此在白天，當(dāng)太陽光經(jīng)過大氣層時，會與空氣分子發(fā)生瑞利散射。由于藍光的波長比較短，瑞利散射比較激烈，被散射的藍光布滿了整個天空，從而使天空呈現(xiàn)藍色。大氣中的瑞利散射對可見光影響較大，對紅外的影響很小，對微波基本沒有多大影響。

由于遙感衛(wèi)星大多在地球大氣層之外，大氣中對光線照成的散射，必然會使得進入遙感器的光線有所損失，使暗色物體表現(xiàn)得比它自身要亮，使亮物體表現(xiàn)得比它自身要暗，總體效果是降低了遙感影像的對比度和清晰度。其中，可見光中波長較短的光，比如藍光和紫光，表現(xiàn)得尤為明顯，一方面被大氣散射得太多，進入遙感器的能量不足，另一方面大氣散射的顏色又降低了目標地物的反差。即使有專門藍色波段的遙感器，其藍色光的能量也是非常不足的，因此在遙感照片中常用紅外波段來彌補這個不足，構(gòu)成三色圖像，就是我們常見的那種顯示森林為紅色的圖像。

但是，在這則新聞中，這張圖像似乎是要還原地球的本來顏色，那么就是用可見光波段合成。對于藍色光不足的照片，顯然就像電腦RGB投影機中B針腳接觸不良的投影效果，整體上表現(xiàn)出灰暗的色彩，大致與這張地球照片類似。

因此，對遙感照片，不進行后期處理，根本就不是地球最原始樣貌的照片，而是遮擋了部分顏色光線的照片。為了還原地球本來的面貌，就必須對有些顏色進行增強處理，得到“藍色彈珠”那樣的照片，這才是地球真實的素顏照，仍然是美麗的藍色星球，不用懷疑。