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2010-03-24
自外太空衡量经济活动是确定人类对自然界影响的一个新的前沿领域。
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在几百或几千公里外的卫星轨道上向下俯瞰这个被太阳照耀的地球,文明的标志清晰可见。棋盘般的广阔农田;蜿蜒的公路、铁路还有飞机留下的尾烟;埃及的胡夫金字塔和中国的长城都可以轻易的用肉眼辨别出来。但一到了夜晚,我们的地球就换了一幅景象。人类在地球上的痕迹完全被人造光源代替了,比如电灯、石油精炼的气体燃烧行为还有人为燃放的火焰。
1962年,当约翰·格伦成为了第一个进入轨道的美国人时,他就表示夜晚的灯光可以使人在太空感受到人类活动。在经过澳大利亚西部时,他报告发现了一个非常明亮的地面光源。
自那时起,夜晚光源的卫星图像已经成为了一种衡量我们这个星球发展的辅助方法。这种静态的快照可以表现出一种强烈的对比,就像被光芒覆盖的韩国和它北方暗淡的极权主义邻居那样。同样渐变也能够被察觉,比如前苏维埃阵营国家的灯光密度在苏联解体之后出现了缓慢的增长。一直以来由于大多数资料都受到了低分辨率的限制,因此所有此类观测结果显得非常粗糙,这些资料属于国防气象卫星计划(DMSP)——一个曾隶属于美国空军而现在属于国家海洋和大气管理局(NOAA)辖下的的古老卫星网络。
但新的分析技术和观测卫星也许马上就能令太空监测地球经济活动这项事业成为一个更加严格的技术前沿。最近,布朗大学的经济学家J·伯农·亨德森( J. Vernon Henderson )和大卫·威尔(David Weil)与他们的研究生亚当·斯托雷加德(Adam Storeygard)一起发表了一份报告,该报告基于对十年中DMSP晚间光源资料进行的分析。他们的研究显示了一个国家GDP变化与电子光源密度之间存在着某种联系。一般来说,当一个国家GDP增长时,夜间光源也会更加密集。这项工作特别适合用来衡量发展中国家的增长,它们收集的经济数据质量是出了名的差。
“发展中国家许多经济活动都在不纳税的、未造册的非正规部门,但通常有关它们的信息非常的少,”亨德森这样说。“所以当[统计机构]估计所有经济活动时,通常不能真正察知这些部门的规模,即使它们可能占了国内就业的大多数份额。最终你要是用另外一种方法去比较这些经济数据,你也许会吃惊那些统计机构到底漏掉了多少。”
亨德森引用了民主刚果差劲的统计数据作为例子。根据佩恩表(一份用来衡量国家经济增长的标准资料),1992-2003年该国GDP出现了负增长。而同时的卫星资料显示该国夜间光源密度显著上升,这暗示了该国经济可能在非正规部门的作用下发生了正向增长。另一方面,亨德森说缅甸的数字有受到政治操纵的嫌疑:夜间光源显示该国在军政府统治下,GDP增长可能远低于所公布的水准。
亨德森和他的同事也利用DMSP数据检视国家等级以下的经济活动,以及调查非洲城市与周边农业区间的关系。他们发现,落后乡村降雨量剧增的年份与以人造光源密度的角度衡量的城市中心的成长发展密切相关。
“许多文献资料臆断这些落后的乡村与城市成长与发展没关系,但事实不是这样的,”亨德森说,“农民需要大量的产品,他们也需要服务,他们也需要对农业生产进行的投入——这与旁边的城市明显不同。有人觉得这只不过是一场学术争论,但实际上这是一项事关发展的基础事务,制定相关的政策可以改变许多人的生活。”
当然,用夜间光源作为经济增长的指示剂也有危险。DMSP的卫星计量光源密度时的能力有限,而且这些卫星的分辨率大约是每公里一个像素。一个由克里斯·艾尔维奇(Chris Elvidge )领导的NOAA小组将影响图像质量的自然现象清除,这些现象有月光、云层遮挡、闪电、极光以及林火,但在人类对建筑物和街道多种多样的照明选择面前却无计可施,即使是各种各样的灯泡都会改变模式和光源的密度,从而给结论增加了不确定性。
不过即使是具有不确定性的数据看上去也聊胜于无。艾尔维奇和他的小组一直在使用夜间DMSP数据监测炼油过程中的气体燃烧行为(石油生产中故意燃烧掉过剩天然气的行为)。这种燃烧大约产生每年百分之一或二的人为二氧化碳排放。
丹佛大学的地理学者保罗·萨顿(Paul Sutton)经常与NOAA合作,他表示观测人工光源事实上可能会成为估计科技对人类社会整体生态足迹最好的方式之一。萨顿正在与埃尔维奇和其他一些著名研究人员一道游说美国宇航局(NASA)研制发射一枚最先进的“夜观者(Nightsat)卫星,来在夜间搜集全球高分辨率、全彩色的数据资料。
“在我父亲的有生之年里,全球人口从20亿增长到了60亿,他是作为这翻了三番的人口中的一员而活在这个世界上的。在我的有生之年里,我们的人口在冲击70亿、80亿甚至90亿,”萨顿说。“我们获知这个星球上人们所作所为的能力变得越来越模糊。我们的数据可以帮助确认碳排放、能源使用、城市发展、经济增长等等诸多状况。”
“所有这一切都要回到那个关于‘承载能力’的概念上去”,萨顿补充道。“一个鱼缸里只能养那么多金鱼,多了他们就会被彼此排出的废物杀死,同样在一片土地上也只能圈养那么多牲畜。”萨顿又说,人类处在一个独特的位置上,因为地球的承载能力对于我们来说与我们选择的生活方式和科技的使用状况密切相关:几十亿骑自行车、使用太阳能发电的素食者和几十亿开悍马、烧煤的肉食者所产生的肯定是两个不同的地球。然而技术对地球承载能力的影响很难预测和被察觉。“有些文化使用科学技术会对环境造成冲击,而另外的一些则会减少对环境的影响,”萨顿说。“但夜间卫星照相也许是一个良好的范例。”
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