日本氣象衛(wèi)星向日葵8號(hào)發(fā)回的地球照片。圖片來(lái)源：日本氣象廳

12月24日，國(guó)內(nèi)媒體報(bào)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(tái)灣東森新聞網(wǎng)12月24日援引英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道稱，氣象衛(wèi)星向日葵8號(hào)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(xì)膩呈現(xiàn)了云朵、海洋、沙漠等細(xì)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(guò)去民眾印象中，水藍(lán)色的地球其實(shí)是美國(guó)太空總署利用色彩校正處理過(guò)的照片，和向日葵8號(hào)拍下的灰色地球有很大的不同。不過(guò)，這張所謂“真實(shí)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(shí)樣貌。

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

著名的“藍(lán)色彈珠”地球照片。圖片來(lái)源：NASA

僅從這則新聞中提供的高度35790千米來(lái)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(shuō)，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(gè)地區(qū)的照片。中國(guó)的風(fēng)云2號(hào)也是這樣的衛(wèi)星。

順便說(shuō)一下，用于氣象觀測(cè)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(yùn)行，它們的軌道通過(guò)地球的南北極，而且它們的軌道是與太陽(yáng)同步的，也就是說(shuō)，它們每天兩次飛越地球表面上的一個(gè)點(diǎn)，而且總是在同一個(gè)鐘點(diǎn)。當(dāng)然，極軌衛(wèi)星無(wú)法獲得實(shí)時(shí)的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)。

站得高，看得遠(yuǎn)。在同步衛(wèi)星軌道拍攝一張地球的照片，理論上沒(méi)有問(wèn)題。但問(wèn)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(lái)學(xué)習(xí)一個(gè)知識(shí)。瑞利散射，由英國(guó)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(zhǎng)小很多的微小顆粒對(duì)入射光束的散射，散射系數(shù)與波長(zhǎng)的4次方成反比。空氣分子的半徑遠(yuǎn)小于可見光的波長(zhǎng)，因此在白天，當(dāng)太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)大氣層時(shí)，會(huì)與空氣分子發(fā)生瑞利散射。由于藍(lán)光的波長(zhǎng)比較短，瑞利散射比較激烈，被散射的藍(lán)光布滿了整個(gè)天空，從而使天空呈現(xiàn)藍(lán)色。大氣中的瑞利散射對(duì)可見光影響較大，對(duì)紅外的影響很小，對(duì)微波基本沒(méi)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(duì)光線照成的散射，必然會(huì)使得進(jìn)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(duì)比度和清晰度。其中，可見光中波長(zhǎng)較短的光，比如藍(lán)光和紫光，表現(xiàn)得尤為明顯，一方面被大氣散射得太多，進(jìn)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(biāo)地物的反差。即使有專門藍(lán)色波段的遙感器，其藍(lán)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(lái)彌補(bǔ)這個(gè)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(lái)顏色，那么就是用可見光波段合成。對(duì)于藍(lán)色光不足的照片，顯然就像電腦RGB投影機(jī)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(duì)遙感照片，不進(jìn)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(lái)的面貌，就必須對(duì)有些顏色進(jìn)行增強(qiáng)處理，得到“藍(lán)色彈珠”那樣的照片，這才是地球真實(shí)的素顏照，仍然是美麗的藍(lán)色星球，不用懷疑。