“幾十年前的青藏高原科考，靠的是科學家手腳并用的爬；現在科考，科學家帶無人機過去；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，這一切或將成為現實。
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略性先導科技專項的開展，“悟空”、“墨子”等一系列科學衛星捷報頻傳，取得了良好的科學研究效益和社會效益，讓“空間科學衛星”這一概念為公眾所知。
然而，這些科學衛星主要還是往“外”看的。目前我國的對地觀測衛星還是以應用衛星為主，很少參與真正的地球科學研究。比如，以我國氣象、海洋、陸地三大系列衛星為代表的業務衛星，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，我國的幾大應用衛星系統經過多年發展，取得了長足進步，然而有一個很大的缺陷就是，數據交流共享不夠充分。
“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。”
他建議對我國現有衛星進行優化設計和能力提升，針對現有的衛星星座在地球系統三大循環關鍵變量反演和系統觀測中存在的問題，瞄準地球系統科學和前沿科學問題和國家重大需求，提出國際領先的衛星計劃，進一步提高和完善地球系統觀測能力，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大氣層發現臭氧洞，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。
中國科學家已經認識到，地球是一個復雜、不斷變化的系統，當前一些前沿科學問題，比如地球系統如何變化、變化的主要原因、未來地球系統如何變化等等，都是一些大尺度上的科學問題，再用“腳步丈量地球”這樣的傳統研究手段，已經具有很大的局限性。
“我們需要空間技術的結合與深度參與，對地球系統開展大范圍、全要素、和長時序的觀測。”徐冠華說，這一點，已經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，科學家已經著手行動。
以全球變化研究的熱點地區——“三極”為例，北極、南極和青藏高原作為全球變化的“敏感區”和“指示器”，國際學界多年來一直給予高度關注，但全球范圍內現有的項目中，大多只關注單一極區，還沒有能夠把“三極”作為一個整體進行系統性的研究。
郭華東提出，可以大膽構想在月球這一穩定的自然衛星上，構建月基對地觀測系統，利用其快速和大區域覆蓋能力，對三極地區開展同步研究。
郭華東團隊已有的研究結果表明，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，也可以實現對北極和南極地區的全覆蓋觀測，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據。”郭華東說，“人類既然有這個天然的衛星資源，就可以科學利用，開展對宏觀地球科學現象并對地球系統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‘國內空白’，但真正為人類做出貢獻的并不多。如果由我們中國發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。
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