गति

पृथ्वी और पर्यावरण

अंतरिक्ष से पृथ्वी

कक्षीय फ़ोटोग्राफ़ी और पृथ्वी-अवलोकन उपग्रह किस तरह हमारे ग्रह की भूगोल, महासागरों, मौसम और भू-आवरण को उजागर करते हैं।

मानव इतिहास के अधिकांश काल में पृथ्वी को केवल ज़मीन से ही देखा जा सकता था। लेकिन एक ही जीवनकाल में यह स्थिति पूरी तरह बदल गई। 1946 से कैमरों, रॉकेटों और उपग्रहों का एक बढ़ता हुआ बेड़ा वायुमंडल के ऊपर से पृथ्वी को निहारता आ रहा है, और आज कक्षा में मौजूद हज़ारों उपकरण हर दिन हर घंटे इस ग्रह की तस्वीरें लेते हैं। अंतरिक्ष से मिले इस नज़रिए ने बदल दिया है — भूगोलवेत्ता महाद्वीपों का मानचित्रण कैसे करते हैं, मौसम विज्ञानी तूफ़ानों का पूर्वानुमान कैसे लगाते हैं, समुद्र विज्ञानी धाराओं को कैसे मापते हैं, और पारिस्थितिकीविद् दशकों तक क्षेत्रों में वनस्पति और भू-आवरण का अनुसरण कैसे करते हैं।

सिंहावलोकन

अंतरिक्ष से पृथ्वी-अवलोकन का तात्पर्य है रॉकेटों, मानव-सहित अंतरिक्षयानों और कृत्रिम उपग्रहों पर लगे उपकरणों द्वारा ग्रह की सतह, महासागरों, वायुमंडल और निकट-अंतरिक्ष पर्यावरण की व्यवस्थित इमेजिंग और मापन। इस क्षेत्र की शुरुआत 1940 के दशक के अंत में उप-कक्षीय रॉकेट फ़ोटोग्राफ़ी से हुई, 1960 के दशक के अंतरिक्ष दौड़ के दौरान इसका तेज़ी से विस्तार हुआ, और 1960 में पहले मौसम उपग्रह तथा 1972 में पहले नागरिक भू-इमेजिंग उपग्रह के प्रक्षेपण के साथ यह एक स्थायी वैज्ञानिक और परिचालन ढाँचे के रूप में परिपक्व हो गया। 2020 के दशक के मध्य तक, संयुक्त राष्ट्र के बाह्य अंतरिक्ष मामलों के कार्यालय के अनुसार कक्षा में एक हज़ार से अधिक सक्रिय पृथ्वी-अवलोकन उपग्रह हैं, जिन्हें साठ से अधिक देशों और निजी कंपनियों की बढ़ती संख्या द्वारा संचालित किया जा रहा है।

इन अभियानों द्वारा भेजी गई तस्वीरें और माप महज़ साधारण चित्र नहीं हैं। ये अंशांकित डेटा उत्पाद हैं, जो अक्सर मानव आँख को अदृश्य प्रकाश तरंगदैर्ध्य से प्राप्त किए जाते हैं, और जो वैज्ञानिकों व सरकारों को भूमि आवरण का मानचित्रण करने, उष्णकटिबंधीय तूफानों और चक्रवातों को उनके बनने के समय से ट्रैक करने, समुद्र-सतह के तापमान और महासागरीय परिसंचरण की निगरानी करने, हिमनदों और बर्फ की चादरों के द्रव्यमान को मापने, ज्वालामुखीय धुएँ और जंगल की आग के धुएँ का पता लगाने, तथा तटरेखाओं, वनों और शहरों के धीमे बदलाव को देखने में सक्षम बनाते हैं। पृथ्वी-अवलोकन के सबसे महत्वपूर्ण अभिलेखागारों में से कई — जैसे कि 1972 में शुरू हुआ निरंतर Landsat रिकॉर्ड — अब पाँच से अधिक दशकों तक फैले हुए हैं और पृथ्वी की भूमि सतह का अब तक का सबसे लंबा सतत दृश्य प्रस्तुत करते हैं।

मुख्य तथ्य

अंतरिक्ष से पहली तस्वीर: 24 अक्टूबर, 1946, न्यू मेक्सिको के White Sands Missile Range से प्रक्षेपित एक कब्जे में ली गई V-2 रॉकेट से, जो लगभग 105 किलोमीटर की ऊँचाई तक पहुँची
पहला मौसम उपग्रह: TIROS-1, जिसे संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1 अप्रैल, 1960 को प्रक्षेपित किया
Earthrise तस्वीर: 24 दिसंबर, 1968, Apollo 8 के अंतरिक्ष यात्री William Anders द्वारा चंद्र कक्षा में ली गई
Blue Marble (Apollo 17): 7 दिसंबर, 1972, Apollo 17 के दल द्वारा पृथ्वी से लगभग 29,000 किलोमीटर की दूरी से ली गई तस्वीर
पहला Landsat: Landsat 1, 23 जुलाई, 1972 को प्रक्षेपित; भूमि-इमेजिंग का निरंतर अभिलेखागार अब पाँच से अधिक दशकों तक फैला है
ISS की कक्षीय ऊँचाई: पृथ्वी की सतह से लगभग 400 किलोमीटर ऊपर, जो लगभग हर 90 मिनट में एक कक्षा पूरी करता है
सक्रिय पृथ्वी-अवलोकन उपग्रह: 2020 के दशक के मध्य तक लगभग 1,000 या उससे अधिक (Union of Concerned Scientists Satellite Database; UN Office for Outer Space Affairs)
Landsat अभिलेखागार का आकार: United States Geological Survey के माध्यम से निःशुल्क वितरित 1 करोड़ से अधिक दृश्य; यह अभिलेखागार प्रतिदिन लगभग एक हज़ार नए दृश्यों से बढ़ता है
भूस्थिर कक्षा की ऊँचाई: भूमध्य रेखा से लगभग 35,786 किलोमीटर ऊपर, जहाँ एक उपग्रह हर 24 घंटे में एक कक्षा पूरी करता है और आकाश में स्थिर दिखाई देता है
ISS अभियान दल की तस्वीरें: अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा हाथ में पकड़कर ली गई पृथ्वी की 40 लाख से अधिक तस्वीरें, जो NASA के गेटवे टु एस्ट्रोनॉट फ़ोटोग्राफ़ी ऑफ़ अर्थ में सूचीबद्ध हैं
प्रमुख ओपन डेटा पोर्टल: NASA Earthdata, USGS EarthExplorer, ESA Copernicus Open Access Hub, NASA Worldview, NOAA CLASS

पृथ्वी अवलोकन का इतिहास

अंतरिक्ष से पृथ्वी की पहली तस्वीर 24 अक्टूबर 1946 को ली गई थी — एक कब्ज़े में लिए गए जर्मन V-2 रॉकेट से, जिसे न्यू मेक्सिको के व्हाइट सैंड्स मिसाइल रेंज से प्रक्षेपित किया गया था। रॉकेट की साइड से बंधे एक 35-मिलीमीटर के मोशन-पिक्चर कैमरे ने हर डेढ़ सेकंड में एक श्वेत-श्याम फ्रेम खींचा, जब वाहन लगभग 105 किलोमीटर की ऊँचाई तक चढ़ा — जो अंतरिक्ष की अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मान्यता प्राप्त सीमा 100 किलोमीटर से काफी ऊपर है। इन तस्वीरों में, भले ही वे धुँधली थीं और बादलों से ढकी हुई थीं, पृथ्वी की स्पष्ट वक्रता दिखाई दी और कक्षीय तथा उप-कक्षीय छायाचित्रण की एक अटूट परंपरा की शुरुआत हुई।

Earth rising about five degrees above the lunar horizon — telephoto view from Apollo 8, December 24, 1968 — अर्थराइज़ — चंद्रमा के क्षितिज के ऊपर पृथ्वी का यह दृश्य Apollo 8 के अंतरिक्ष यात्री William Anders ने 24 दिसंबर 1968 को खींचा था। स्रोत: NASA (Apollo 8)।

दूसरा अहम पड़ाव 1 अप्रैल 1960 को आया, जब नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन ने टेलीविज़न इन्फ्रारेड ऑब्ज़र्वेशन सैटेलाइट लॉन्च किया, जिसे TIROS-1 के नाम से जाना जाता है। इसमें दो टेलीविज़न कैमरे लगे थे जिन्हें लगभग ध्रुवीय कक्षा में स्थापित किया गया था। इसने अंतरिक्ष से बादलों की पहली उपयोगी तस्वीरें भेजीं और यह साबित किया कि मौसम प्रणालियों को ऊपर से समग्र रूप से देखा जा सकता है। TIROS-1 केवल 78 दिनों तक काम कर सका, लेकिन इसके उत्तराधिकारी उपग्रहों ने अमेरिकी मौसम विज्ञान उपग्रहों की एक अटूट शृंखला की शुरुआत की, जो आज भी जियोस्टेशनरी ऑपरेशनल एनवायरनमेंटल सैटेलाइट (GOES) और ज्वाइंट पोलर सैटेलाइट सिस्टम (JPSS) कार्यक्रमों के तहत जारी है।

हालाँकि, सांस्कृतिक दृष्टि से सबसे महत्वपूर्ण तस्वीरें चालक दल सहित अपोलो कार्यक्रम से आईं। 24 दिसंबर 1968 को Apollo 8 चंद्रमा तक पहुँचने और चंद्र कक्षा में प्रवेश करने वाला पहला चालक दल सहित अंतरिक्ष यान बना। मिशन की चौथी परिक्रमा के दौरान अंतरिक्ष यात्री William Anders ने चंद्रमा के क्षितिज के ऊपर उगती पृथ्वी की तस्वीर खींची, जिसे "अर्थराइज़" के नाम से जाना जाता है। चार साल बाद, 7 दिसंबर 1972 को Apollo 17 के दल ने चंद्रमा की ओर जाते समय लगभग 29,000 किलोमीटर की दूरी से पूरी तरह प्रकाशित पृथ्वी की तस्वीर खींची। NASA के अभिलेखागार में AS17-148-22727 कैटलॉग नंबर वाली यह तस्वीर इतिहास में सबसे अधिक पुनर्प्रकाशित छवियों में से एक बन गई और इसे लगभग सर्वत्र "ब्लू मार्बल" के नाम से जाना जाता है।

Full Earth seen by Apollo 17 crew traveling toward the Moon, December 7, 1972 — the famous 'Blue Marble' Apollo photograph — द ब्लू मार्बल — Apollo 17 के दल द्वारा चंद्रमा की ओर जाते हुए 7 दिसंबर, 1972 को खींची गई पूरी तरह प्रकाशित पृथ्वी की तस्वीर। स्रोत: NASA (Apollo 17)।

1970 के दशक में आधुनिक नागरिक रिमोट सेंसिंग की भी शुरुआत हुई। 23 जुलाई, 1972 को संयुक्त राज्य अमेरिका ने Landsat 1 लॉन्च किया, जिसे मूल रूप से Earth Resources Technology Satellite के नाम से जाना जाता था। Landsat 1 में एक मल्टीस्पेक्ट्रल स्कैनर लगा था, जो भूमि की सतह को दृश्य और निकट-अवरक्त प्रकाश के चार बैंड में लगभग 80 मीटर के स्थानिक रिज़ॉल्यूशन पर रिकॉर्ड करता था। इसकी छवियाँ, और इसके बाद आए Landsat उपग्रहों की छवियाँ — जो अनवरत क्रम में वर्तमान Landsat 9 (2021 में लॉन्च) तक जारी हैं — पृथ्वी की भूमि सतह का अब तक का सबसे लंबा निरंतर रिकॉर्ड बनाती हैं। बाद के दशकों में यूरोपीय, जापानी, कनाडाई, भारतीय, चीनी और ब्राज़ीलियाई मिशन, व्यावसायिक ऑपरेटर और अंततः यूरोपीय संघ का Copernicus कार्यक्रम सामने आए, जिसके Sentinel उपग्रह अभूतपूर्व पैमाने पर निःशुल्क और खुला डेटा उपलब्ध कराते हैं।

पृथ्वी अवलोकन के प्रमुख मिशन

आधुनिक पृथ्वी अवलोकन कई कक्षाओं में संचालित मिशनों के एक नेटवर्क पर निर्भर करता है, जिन्हें राष्ट्रीय अंतरिक्ष एजेंसियाँ और अंतर-सरकारी साझेदारियाँ चलाती हैं। सबसे महत्वपूर्ण दीर्घकालिक कार्यक्रमों का विवरण नीचे दिया गया है। इनमें से प्रत्येक अंशांकित डेटा को उन खुले संग्रहों में फीड करता है, जिनका उपयोग दुनिया भर के वैज्ञानिक, सरकारें और शिक्षाविद करते हैं।

Landsat (1972–वर्तमान)

NASA और United States Geological Survey का संयुक्त कार्यक्रम। Landsat 1 को 1972 में लॉन्च किया गया था; Landsat 9 वर्तमान में परिचालन में है। यह वैश्विक भूमि सतह की हर सोलह दिनों में दृश्य, निकट-अवरक्त, लघु-तरंग अवरक्त और तापीय बैंड में 30 मीटर रिज़ॉल्यूशन पर तस्वीरें लेता है।

Terra और Aqua (MODIS)

Terra दिसंबर 1999 में और Aqua मई 2002 में लॉन्च हुए। दोनों में Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) लगा है, जो 36 स्पेक्ट्रल बैंड में 250 मीटर से एक किलोमीटर के रिज़ॉल्यूशन पर हर एक से दो दिनों में पूरी पृथ्वी की तस्वीर लेता है।

Sentinel (ESA Copernicus)

यूरोपीय संघ की Copernicus पहल के तहत यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी का कार्यक्रम। Sentinel-1 (C-बैंड रडार), Sentinel-2 (10 मीटर मल्टीस्पेक्ट्रल), Sentinel-3 (समुद्र और भूमि निगरानी), और Sentinel-5P (वायुमंडलीय रसायन शास्त्र) प्रतिदिन रोलिंग आधार पर निःशुल्क और खुला डेटा प्रदान करते हैं।

GOES और Himawari

भूस्थैतिक मौसम उपग्रह। GOES-16, GOES-18 और GOES-19 National Oceanic and Atmospheric Administration के लिए अमेरिका महाद्वीप को कवर करते हैं; जापान का Himawari-9, Japan Meteorological Agency के लिए पूर्व एशिया और पश्चिमी प्रशांत क्षेत्र को कवर करता है। प्रत्येक उपग्रह हर दस मिनट में पृथ्वी की एक पूर्ण-डिस्क छवि भेजता है।

सुओमी NPP और JPSS पर VIIRS

विज़िबल इन्फ्रारेड इमेजिंग रेडियोमीटर सूट, सुओमी नेशनल पोलर-ऑर्बिटिंग पार्टनरशिप उपग्रह (2011 में प्रक्षेपित) और जॉइंट पोलर सैटेलाइट सिस्टम श्रृंखला पर उड़ान भरता है। इसका डे/नाइट बैंड उच्च-संवेदनशीलता वाली रात्रिकालीन छवियाँ तैयार करता है, जिनका उपयोग शहरों की रोशनी, जंगल की आग और मछली पकड़ने वाले जहाज़ी बेड़ों को मानचित्रित करने के लिए किया जाता है।

Sentinel-6 Michael Freilich

नवंबर 2020 में प्रक्षेपित। ESA, NASA, NOAA और EUMETSAT का यह संयुक्त मिशन, वैश्विक समुद्र-सतह की ऊँचाई के सटीक रडार अल्टीमेट्री रिकॉर्ड को आगे जारी रखता है, जो 1992 में TOPEX/Poseidon और फिर Jason-1, 2 और 3 के साथ शुरू हुआ था।

GRACE और GRACE-FO

ग्रेविटी रिकवरी एंड क्लाइमेट एक्सपेरिमेंट (2002–2017) और इसका अनुवर्ती मिशन (2018–वर्तमान), NASA और जर्मन रिसर्च सेंटर फॉर जियोसाइंसेज़ द्वारा संचालित हैं। ये पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में अत्यंत सूक्ष्म परिवर्तनों को मापकर भूजल, हिम-चादर के द्रव्यमान और महासागरीय द्रव्यमान के पुनर्वितरण को ट्रैक करते हैं।

SMAP, ICESat-2 और SWOT

सॉइल मॉइस्चर एक्टिव पैसिव (2015) हर दो से तीन दिनों में वैश्विक स्तर पर मिट्टी की नमी का मानचित्रण करता है; ICESat-2 (2018) हिम-चादर की ऊँचाई मापने के लिए लेज़र अल्टीमेट्री का उपयोग करता है; सर्फेस वॉटर एंड ओशन टोपोग्राफी मिशन (2022), जो NASA और CNES की साझेदारी है, नदियों, झीलों और महासागरीय स्थलाकृति का अभूतपूर्व विस्तार से मानचित्रण करता है।

Blue Marble 2012 — high-definition composite image of Earth showing the Americas — ब्लू मार्बल 2012 — सुओमी NPP उपग्रह पर सवार VIIRS डेटा से तैयार की गई पृथ्वी की एक हाई-डेफिनिशन संयुक्त छवि, जिसमें अमेरिका महाद्वीप दिख रहे हैं। स्रोत: NASA (GSFC)।

पृथ्वी अवलोकन के प्रकार

पृथ्वी का अवलोकन करने वाले उपकरणों को कई व्यापक श्रेणियों में रखा जाता है, जो इस बात पर निर्भर करती हैं कि वे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के किस हिस्से का नमूना लेते हैं और कौन-सी भौतिक राशियाँ मापते हैं। प्रत्येक श्रेणी की अपनी विशिष्ट खूबियाँ और सीमाएँ हैं, और आधुनिक शोध में इन्हें तेज़ी से मिलाकर उपयोग किया जाने लगा है।

ऑप्टिकल (दृश्य और निकट-अवरक्त) इमेजर पृथ्वी की सतह से परावर्तित सूर्यप्रकाश को अलग-अलग तरंगदैर्ध्य बैंड में रिकॉर्ड करते हैं। इनमें Landsat का ऑपरेशनल लैंड इमेजर, Sentinel-2 का मल्टीस्पेक्ट्रल इंस्ट्रूमेंट और Terra तथा Aqua पर लगे MODIS सेंसर प्रमुख उदाहरण हैं। ऑप्टिकल इमेजरी मानव व्याख्या के लिए सहज होती है और सच्चे रंग की संयुक्त छवियों का आधार है, लेकिन इसके लिए दिन का प्रकाश ज़रूरी होता है और यह बादलों से बाधित हो जाती है।

थर्मल इन्फ्रारेड इमेजर पृथ्वी की सतह से बाहर की ओर निकलने वाली गर्मी को पकड़ते हैं। Landsat और MODIS के थर्मल बैंड का उपयोग भू-सतह के तापमान को मापने, सक्रिय जंगल की आगों का पता लगाने, ज्वालामुखीय लावा प्रवाह को मानचित्रित करने और औद्योगिक स्रोतों तथा बिजली संयंत्रों से निकलने वाले तापीय धुएँ को पहचानने के लिए किया जाता है। थर्मल सेंसर रात के साथ-साथ दिन में भी काम करते हैं।

सिंथेटिक अपर्चर रडार, यानी SAR, अपनी खुद की माइक्रोवेव पल्स भेजता है और सतह से वापस बिखरे हुए संकेत को रिकॉर्ड करता है। चूँकि माइक्रोवेव बादलों को भेद सकती हैं और सूरज की रोशनी पर निर्भर नहीं होतीं, इसलिए ESA के Sentinel-1 और जापानी ALOS-2 जैसे उपग्रहों पर लगे SAR उपकरण किसी भी समय पृथ्वी पर किसी भी स्थान की छवि ले सकते हैं। SAR बाढ़ मानचित्रण, इंटरफेरोमेट्री के ज़रिए भूमि धंसाव और ज्वालामुखीय उभार की निगरानी, तथा समुद्री बर्फ की ट्रैकिंग के लिए अनिवार्य है।

हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजर परावर्तित प्रकाश के स्पेक्ट्रम को सैकड़ों संकरी पट्टियों में विभाजित करते हैं, जबकि मल्टीस्पेक्ट्रल उपकरण केवल मुट्ठी भर पट्टियों का उपयोग करते हैं। 2022 में प्रक्षेपित जर्मन EnMAP और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) उपकरण जैसे मिशन, हाइपरस्पेक्ट्रल डेटा का उपयोग करके विशिष्ट खनिजों, पौधों की प्रजातियों और वायुमंडलीय गैसों को उनके स्पेक्ट्रल हस्ताक्षरों से पहचानते हैं।

गुरुत्वाकर्षण और अल्टीमेट्री मिशन परावर्तित प्रकाश की बजाय भौतिक गुणों को मापते हैं। GRACE और GRACE-FO पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में होने वाले सूक्ष्म परिवर्तनों का मानचित्र तैयार करते हैं, जिनसे भूजल की कमी और हिम-चादर के द्रव्यमान में बदलाव का पता चलता है। Sentinel-6, Jason-3 और SWOT पर लगे रडार अल्टीमीटर समुद्र की सतह की ऊँचाई को कुछ सेंटीमीटर की सटीकता से मापते हैं, जिससे समुद्री परिसंचरण, ज्वार-भाटा और समुद्र स्तर के रुझानों का अध्ययन संभव होता है। ICESat-2 पर लगे लेज़र अल्टीमीटर ध्रुवीय बर्फ की ऊँचाई को सेंटीमीटर की सटीकता से मापते हैं।

उपग्रह अवलोकन क्या उजागर करता है

पृथ्वी अवलोकन का व्यावहारिक महत्व कुछ प्रमुख अनुप्रयोगों के ज़रिए समझा जा सकता है। हर एक अनुप्रयोग दशकों के संचित डेटा पर आधारित है और नए मिशनों के आने के साथ इसका दायरा लगातार बढ़ता जा रहा है।

मौसम प्रणालियाँ और भीषण तूफान। GOES और Himawari जैसे भूस्थिर उपग्रह हर दस मिनट में पृथ्वी के आधे हिस्से की नई तस्वीर भेजते हैं, जिससे मौसम विज्ञानी तूफानों, टाइफून, वाताग्र प्रणालियों और गरज के साथ बादलों के विकास को लगभग रियल टाइम में देख सकते हैं। इन्फ्रारेड इमेजरी रात में भी बादलों के शीर्ष का तापमान और संवहन की तीव्रता को दर्शाती है, और नए GOES उपग्रहों पर लगे लाइटनिंग मैपर विकसित होते तूफानों में व्यक्तिगत बिजली की चमक का पता लगाते हैं।

समुद्री धाराएँ और समुद्र की सतह का तापमान। रडार अल्टीमीटर समुद्री धाराओं और भँवरों के कारण समुद्र की सतह पर बनने वाले छोटे उभारों और गर्तों को मापते हैं, जबकि Aqua जैसे मिशनों पर लगे इन्फ्रारेड और माइक्रोवेव रेडियोमीटर प्रतिदिन वैश्विक स्तर पर समुद्र की सतह का तापमान मापते हैं। ये मापन मत्स्य पालन प्रबंधन, शिपिंग मार्गों और El Niño पूर्वानुमान के लिए उपयोग में आने वाले समुद्री परिसंचरण मॉडलों में शामिल होते हैं। अधिक जानकारी के लिए हमारा विश्व महासागर और समुद्र पृष्ठ देखें।

Eastern Hemisphere Blue Marble 2012 — Europe, Africa, Asia view of Earth — Eastern Hemisphere Blue Marble 2012 — अफ्रीका, यूरोप और एशिया पर केंद्रित एक संयुक्त दृश्य। स्रोत: NASA (GSFC)।

वनस्पति और कृषि। नॉर्मलाइज़्ड डिफरेंस वेजिटेशन इंडेक्स, यानी NDVI, लाल और निकट-अवरक्त परावर्तन से परिकलित किया जाता है और यह पौधों की प्रकाश संश्लेषण गतिविधि का एक संकेतक है। MODIS, Landsat और Sentinel-2 इमेजरी से प्राप्त NDVI उत्पादों का उपयोग राष्ट्रीय कृषि एजेंसियाँ, विश्व खाद्य कार्यक्रम और व्यावसायिक किसान फसलों की स्थिति जानने, उपज का पूर्वानुमान लगाने, चरागाह भूमि की निगरानी करने और सूखे के शुरुआती संकेतों की पहचान करने के लिए करते हैं।

शहरी विस्तार और भू-आवरण परिवर्तन। Landsat जैसे बहु-दशकीय अभिलेखागार शहरों के विस्तार, सड़क नेटवर्क के फैलाव और जंगलों के चरागाह व कृषि भूमि में रूपांतरण को ट्रैक करना संभव बनाते हैं। NASA और USGS द्वारा वित्त पोषित मेरीलैंड विश्वविद्यालय की Global Land Analysis and Discovery (GLAD) प्रयोगशाला जैसी परियोजनाएँ हर वर्ष अद्यतन किए जाने वाले वृक्ष-आच्छादन क्षति के संपूर्ण मानचित्र तैयार करती हैं।

वनों की कटाई की निगरानी। ब्राज़ील के राष्ट्रीय अंतरिक्ष अनुसंधान संस्थान (INPE) द्वारा संचालित PRODES और DETER प्रणालियाँ अमेज़न में वनों की कटाई के आधिकारिक आँकड़े तैयार करने के लिए उपग्रह इमेजरी का उपयोग करती हैं, जबकि Global Forest Watch दुनिया भर में वन हानि के लगभग वास्तविक समय के अलर्ट प्रदान करने के लिए Landsat, Sentinel-2 और रडार डेटा को एकत्रित करता है।

ज्वालामुखी विस्फोट और जंगल की आग। MODIS और VIIRS के थर्मल बैंड सक्रिय आग और ज्वालामुखीय हॉटस्पॉट को शुरुआत के कुछ घंटों के भीतर ही पहचान लेते हैं। राख के बादलों और धुएँ को भूस्थैतिक उपग्रहों तथा Sentinel-5P के TROPOMI उपकरण जैसे वायुमंडलीय साउंडर द्वारा ट्रैक किया जाता है। इन उत्पादों का उपयोग Volcanic Ash Advisory Centers जैसे विमानन प्राधिकरणों और राष्ट्रीय अग्नि प्रबंधन एजेंसियों द्वारा किया जाता है।

ध्रुवीय बर्फ और हिमनद। ICESat-2 लेज़र अल्टीमेट्री, Sentinel-1 SAR इंटरफेरोमेट्री और GRACE-FO गुरुत्वाकर्षण मिशन मिलकर वैज्ञानिकों को ग्रीनलैंड और अंटार्कटिक बर्फ की चादरों की मोटाई और द्रव्यमान मापने तथा आउटलेट हिमनदों की प्रवाह गति की निगरानी करने में सक्षम बनाते हैं। दुनिया भर के पर्वतीय हिमनदों की निगरानी के लिए भी इन्हीं तकनीकों का उपयोग किया जाता है।

अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन एक वेधशाला के रूप में

अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन, जो लगभग 400 किलोमीटर की औसत ऊँचाई पर भूमध्य रेखा से 51.6 डिग्री के झुकाव पर परिक्रमा करता है, पृथ्वी फोटोग्राफी के लिए अब तक निर्मित सबसे उत्पादक मानव मंच है। नवंबर 2000 में चालक दल द्वारा स्थायी अधिभोग शुरू होने के बाद से, निरंतर आने वाले Expedition दलों ने निम्न पृथ्वी कक्षा से ग्रह का एक अटूट हस्तचालित फोटोग्राफिक रिकॉर्ड तैयार किया है। NASA का Crew Earth Observations कार्यक्रम Gateway to Astronaut Photography of Earth डेटाबेस का रखरखाव करता है, जिसमें 2025 तक सटीक समय और स्थान मेटाडेटा के साथ चालीस लाख से अधिक वर्गीकृत छवियाँ संग्रहीत थीं।

Night Earth observation from the International Space Station — city lights at night — अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन से रात में पृथ्वी का अवलोकन, जिसमें शहरों की रोशनी दिखाई दे रही है। यह तस्वीर Expedition 45 दल ने ली थी। स्रोत: NASA (ISS Expedition 45)।

क्योंकि स्टेशन हर 90 मिनट में एक बार पृथ्वी की परिक्रमा करता है, इसलिए दल के सदस्य हर 45 मिनट में एक सूर्योदय और एक सूर्यास्त का अनुभव करते हैं और हर कुछ दिनों में पृथ्वी के अधिकांश आबादी वाले क्षेत्रों के ऊपर से गुज़रते हैं। आईएसएस से ली गई अंतरिक्ष यात्रियों की तस्वीरों में फटते ज्वालामुखियों, तूफान की आँखों, नदियों की बाढ़ और दूर-दूर तक फैले जंगल की आग के धुएँ के बादलों जैसी तीव्र घटनाओं का दस्तावेज़ीकरण किया गया है। स्टेशन अपने बाहरी प्लेटफ़ॉर्म पर समर्पित पृथ्वी-अवलोकन उपकरण भी वहन करता है, जिनमें ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station (ECOSTRESS), Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) लिडार, और Atmospheric Waves Experiment शामिल हैं।

स्टेशन के सात खिड़कियों वाले क्यूपोला मॉड्यूल से दल के सदस्य न केवल शानदार वाइड-एंगल दृश्य कैद करते हैं, बल्कि ज़मीन पर बैठे वैज्ञानिकों द्वारा अनुरोधित नदियों, तटरेखाओं, झीलों और शहरों की लक्षित तस्वीरें भी लेते हैं। इससे प्राप्त चित्रों को सार्वजनिक डोमेन में जारी किया जाता है और इनका व्यापक रूप से पाठ्यपुस्तकों, एटलस और शैक्षिक कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, जिसमें CountryReports के अपने देश प्रोफ़ाइल भी शामिल हैं। उन संबंधित मिशनों के बारे में जानने के लिए जिन्होंने हमारे ग्रह को और दूर से फ़ोटोग्राफ़ किया है, देखें चंद्रमा और सौर मंडल।

Orbital sunrise colorfully illuminates Earth's atmosphere — day/night terminator from ISS, August 2024 — अगस्त 2024 में Expedition 71 के दौरान अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन से देखा गया एक कक्षीय सूर्योदय, जो पृथ्वी के वायुमंडल को प्रकाशित कर रहा है। स्रोत: NASA (ISS Expedition 71)।

ओपन डेटा पोर्टल

आधुनिक पृथ्वी अवलोकन की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि इसका अधिकांश डेटा मुफ़्त और सार्वजनिक रूप से उपलब्ध है। संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोपीय संघ, जापान और अन्य देशों की सरकारी एजेंसियाँ पृथ्वी-अवलोकन अभिलेखागारों को सार्वजनिक विज्ञान अवसंरचना के रूप में मानती हैं, और दुनिया में कहीं भी आम नागरिक, छात्र, पत्रकार और शोधकर्ता उन्हीं छवियों को डाउनलोड और उपयोग कर सकते हैं जिन पर पेशेवर वैज्ञानिक निर्भर करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण पोर्टल निम्नलिखित हैं।

NASA Earthdata — NASA के Earth Observing System डेटा का केंद्रीय प्रवेश द्वार, जिसमें MODIS, VIIRS, ICESat-2, GRACE-FO, SMAP और सैकड़ों अन्य मिशन शामिल हैं।
USGS EarthExplorer — संपूर्ण Landsat अभिलेखागार, हवाई फ़ोटोग्राफ़ी और डिजिटल एलिवेशन मॉडल के लिए प्राथमिक सार्वजनिक इंटरफ़ेस।
Copernicus Data Space Ecosystem — सभी Sentinel उपग्रहों और Copernicus सेवाओं के लिए यूरोपीय संघ का ओपन डेटा प्लेटफ़ॉर्म। पहले के Copernicus Open Access Hub का उत्तराधिकारी।
NASA Worldview — एक ब्राउज़र-आधारित टूल जो किसी भी उपयोगकर्ता को ज़ूम करने योग्य मानचित्र पर सैकड़ों निकट-वास्तविक समय की वैश्विक इमेजरी परतें देखने की सुविधा देता है, जो आमतौर पर डेटा प्राप्ति के कुछ ही घंटों के भीतर उपलब्ध हो जाती हैं।
EONET — Earth Observatory Natural Event Tracker — वर्तमान जंगली आग, तूफान, ज्वालामुखी विस्फोट और अन्य प्राकृतिक घटनाओं की एक संकलित फ़ीड, जिसे उपग्रह इमेजरी से क्रॉस-रेफरेंस किया गया है।
NOAA CLASS — कॉम्प्रिहेंसिव लार्ज ऐरे-डेटा स्टीवार्डशिप सिस्टम, जो GOES और JPSS डेटा सहित NOAA के मौसम उपग्रह अभिलेखागारों को होस्ट करता है।
JAXA Earth Observation — जापान एयरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजेंसी का ALOS-2, GCOM-C, GCOM-W और Himawari उत्पादों के लिए पोर्टल।
Gateway to Astronaut Photography of Earth — NASA का वह कैटलॉग जिसमें अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा स्पेस शटल, स्काईलैब, मीर और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन से हाथ में पकड़कर खींची गई पृथ्वी की चालीस लाख से अधिक तस्वीरें संग्रहीत हैं।

पृथ्वी की प्रणालियाँ कक्षा से दिखने वाले दृश्य से किस प्रकार जुड़ती हैं, इस संदर्भ में अधिक जानकारी के लिए हमारा जलवायु प्रणाली पृष्ठ देखें, और इन मिशनों को संभव बनाने वाले मानव अंतरिक्ष उड़ान के व्यापक इतिहास के लिए अंतरिक्ष अन्वेषण का इतिहास देखें।

स्रोत

CountryReports की सभी सामग्री के लिए विस्तृत उद्धरण, डेटा संदर्भ और संस्थागत स्रोत स्रोत पृष्ठ पर सूचीबद्ध हैं। निम्नलिखित सरकारी एजेंसियाँ, अंतर-सरकारी कार्यक्रम और शैक्षणिक संस्थान पृथ्वी अवलोकन सामग्री के लिए हमारे प्राथमिक प्राधिकरण हैं। प्रत्येक लिंक संबंधित संस्थान के होमपेज या सीधे प्रासंगिक उपसाइट की ओर ले जाता है।

सरकारी अंतरिक्ष एजेंसियाँ और पृथ्वी अवलोकन कार्यक्रम

NASA — पृथ्वी विज्ञान प्रभाग — संयुक्त राज्य अमेरिका की अंतरिक्ष एजेंसी का पृथ्वी अवलोकन बेड़ा, जिसमें Landsat (USGS के साथ संयुक्त रूप से), Terra, Aqua, Suomi NPP, SMAP, ICESat-2, GRACE-FO और SWOT शामिल हैं।
यूनाइटेड स्टेट्स जियोलॉजिकल सर्वे — Landsat मिशन — 1972 से Landsat कार्यक्रम के लिए नागरिक ग्राउंड सिस्टम और सार्वजनिक अभिलेखागार का संचालक।
यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी — पृथ्वी का अवलोकन — यूरोपीय आयोग के साथ साझेदारी में कोपर्निकस सेंटिनल मिशनों का समन्वयक, और अर्थ एक्सप्लोरर अनुसंधान उपग्रहों का संचालक।
कोपर्निकस कार्यक्रम — यूरोपीय संघ का पृथ्वी अवलोकन कार्यक्रम, जो सेंटिनल उपग्रह डेटा और छह विषयगत सेवाओं तक निःशुल्क और खुली पहुँच प्रदान करता है।
NOAA राष्ट्रीय पर्यावरण उपग्रह, डेटा और सूचना सेवा — अमेरिकी मौसम उपग्रहों की GOES भूस्थिर श्रृंखला और JPSS ध्रुवीय-कक्षा श्रृंखला का संचालक।
EUMETSAT — मौसम विज्ञान उपग्रहों के दोहन के लिए यूरोपीय संगठन, जो Meteosat और MetOp मौसम उपग्रह बेड़े का संचालन करता है।
जापान एयरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजेंसी (JAXA) — उपग्रह और अंतरिक्ष यान — ALOS, GCOM, GOSAT और Himawari पृथ्वी-अवलोकन मिशनों का संचालक।
सेंत्र नासियोनाल द'एतूद स्पासियाल (CNES) — पृथ्वी अवलोकन — फ्रांस की राष्ट्रीय अंतरिक्ष एजेंसी और NASA के साथ SWOT तथा Jason अल्टीमेट्री श्रृंखला की सह-संचालक।
कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी — उपग्रह — RADARSAT कॉन्स्टेलेशन मिशन और इसके पूर्ववर्ती RADARSAT-1 तथा RADARSAT-2 SAR उपग्रहों का संचालक।
भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन — पृथ्वी अवलोकन उपग्रह — Resourcesat, Cartosat, Oceansat और INSAT पृथ्वी-अवलोकन उपग्रह श्रृंखलाओं का संचालक।
बाह्य अंतरिक्ष मामलों के लिए संयुक्त राष्ट्र कार्यालय (UNOOSA) — बाह्य अंतरिक्ष में प्रक्षेपित वस्तुओं के संयुक्त राष्ट्र रजिस्टर का रखरखाव करने वाला संस्थान, जो परिचालन उपग्रहों की आधिकारिक अंतरराष्ट्रीय रजिस्ट्री है।

वैज्ञानिक और ऐतिहासिक अभिलेखागार

NASA गेटवे टु एस्ट्रोनॉट फ़ोटोग्राफ़ी ऑफ़ अर्थ (जॉनसन स्पेस सेंटर) — मर्करी मिशन से अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन तक अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा हाथ में लेकर खींची गई पृथ्वी की तस्वीरों का कैटलॉग।
NASA अर्थ ऑब्ज़र्वेटरी — पृथ्वी अवलोकन विज्ञान पर NASA का संपादकीय प्रकाशन, जिसमें 1999 से प्रतिदिन की छवि फ़ीचर्स का हज़ारों चित्रों का संग्रह उपलब्ध है।
यूनाइटेड किंगडम मेट ऑफिस — सैटेलाइट अनुप्रयोग — यह अनुसंधान समूह यूके की संख्यात्मक मौसम भविष्यवाणी में उपग्रह डेटा के परिचालन उपयोग के लिए जिम्मेदार है।
विश्व मौसम विज्ञान संगठन अंतरिक्ष कार्यक्रम — संयुक्त राष्ट्र की इस विशेष एजेंसी का समन्वय निकाय, जो मौसम संबंधी उपग्रहों और वैश्विक अवलोकन प्रणाली की देखरेख करता है।
स्मिथसोनियन नेशनल एयर एंड स्पेस म्यूजियम — TIROS-1, लैंडसैट और अपोलो कार्यक्रम से संबंधित मूल उड़ान हार्डवेयर और ऐतिहासिक अभिलेखों का संग्रहकर्ता।

शैक्षणिक अनुसंधान केंद्र

मैरीलैंड विश्वविद्यालय — ग्लोबल लैंड एनालिसिस एंड डिस्कवरी (GLAD) लैबोरेटरी — लैंडसैट और Sentinel-2 से प्राप्त वैश्विक वार्षिक वृक्ष-आवरण हानि मानचित्रों का निर्माता।
मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी — पृथ्वी, वायुमंडलीय और ग्रहीय विज्ञान — अल्टिमेट्री, गुरुत्वाकर्षण और पृथ्वी-प्रणाली विज्ञान डेटा की व्याख्या में अग्रणी शैक्षणिक विभाग।
हार्वर्ड विश्वविद्यालय — पृथ्वी और ग्रहीय विज्ञान विभाग — ठोस पृथ्वी, बर्फ और वायुमंडल के सुदूर संवेदन पर शोध।
कोलोराडो विश्वविद्यालय बोल्डर — कोलोराडो सेंटर फॉर एस्ट्रोडायनामिक्स रिसर्च — दीर्घकालीन समुद्र-स्तर अनुसंधान समूह का केंद्र, जो Jason और Sentinel-6 अल्टिमेट्री की व्याख्या करता है।
जर्मन रिसर्च सेंटर फॉर जियोसाइंसेज (GFZ पॉट्सडैम) — ग्लोबल जियोमॉनिटरिंग एंड ग्रेविटी फील्ड सेक्शन — NASA के साथ GRACE और GRACE-FO मिशनों का सह-संचालक।

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