NASAは宇宙からあなたの休日の光を見ることができます| 科学| スミソニアン - 記事、芸術と文化、科学、私たちの惑星、技術と宇宙

野心的な住宅所有者が芝生や屋根に連れて行って、地元の送電網を最初に圧倒することができるゲームで隣人をしのぐ時期です。結果は、孤独なキャンディー杖から本格的なホリデーライトドラゴンまでさまざまです。しかし、フルスロットルにしたり、休日の応援の控えめなディスプレイを好むかどうか、1つの事が今真実です：NASAは見ています。

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メリーランド州ゴダード宇宙飛行センターとコネチカット州イェール大学の科学者は、衛星画像を使用して2年半にわたって1, 200都市の光パターンを追跡しました。彼らは、光の増加が中東のラマダンのホリデーシーズン、および世界中のクリスマスと大ve日と完全に相関していることを発見しました。彼らはまた、これらの都市内の都市や近隣地域がこれらの祝日を祝う方法のバリエーションを見ました、チームはサンフランシスコで開催された米国地球物理学連合の年次総会で発表しました。

「休暇中に起こっていることは、私たちのパターンが変化していることです」と、NASAゴダードの物理科学者であるミゲル・ロマンは言います。西洋では、エッグノッグを飲んで遅く起きて、仕事から早く家に帰ります。「こうした行動の変化は、エネルギーサービスの需要の場所の変化です。」そのような季節的な変化を理解することは、最終的に、ローカルレベルで炭素排出を促進しているものを教えてくれるかもしれません。

米国全体で、研究者たちは都市部に比べて郊外や小さな町で全体的に強い光の増加を見た。照明の変化は色でコード化されます。緑は増加、黄色は平坦、赤は減少を意味します。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

サンフランシスコは、都市の郊外地域での照明の増加パターンに従います。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

テキサス州ダラス北部およびテキサス州ヒューストン郊外の緑地は、休日の照明の増加を示しています。「あなたが見ているのは、宇宙からのクリスマスライトです」とロマンは言います。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

休日の照明の増加は、アトランタの郊外で見られ、市内中心部の周りに緑の「ドーナツ」を作成します。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

DC-Baltimoreエリアは、バージニア州のLoudonやFairfaxのような郊外の郡で光が強く増加していることを示しています。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

フロリダの都市でマッピングされた照明の使用は、クリスマスと新年の間に増加しました。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

カリフォルニア州ロサンゼルスでは、市全体で市松模様の照明の増加パターンが緑色で、黄色が一定で、端が緑色になっています。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

一方、アリゾナ州フェニックスの住宅地は、ダウンタウンでも緑が増えています。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

数百の衛星が地球を周回しているため、下にあるものの正確な写真を撮るのは簡単に思えるかもしれません。しかし、実際に高解像度の画像を取得することは、特に都市環境に帰宅する場合は困難です。 2011年、Suomi-NPP衛星は、豪華なシュマンシーカメラを搭載して打ち上げられました。この特定のカメラには、緑から赤外線までの波長を検出し、より強い画像を作成できる低光量センサーがあります。このカメラにより、Suomi-NPPは毎晩現地時間午前1時に非常に高い解像度で地球の写真を撮ることができます。

「非常に敏感です。すべてのピクセルを露出オーバーにすることで、ソマリア沿岸の漁船のような微弱な信号と、ハワイ島の火山マグマのような非常に明るい信号を選択できます」とロマンは説明します。

2012年、NOAAはカメラを使用して、夜間の数か月分の照明の合成画像を作成しました。そのような画像を作成するには、特別なアルゴリズムを使用して生データを実行し、火災、反射エアロゾル、月光などのホワイトノイズを補正する必要があります。 NASAはこれを毎日行えるようにしたいと考えたため、ロマンはオプションの調査を開始しました。ベースラインを取得するために、彼は光汚染の少ない農村部と砂漠を調べました。しかし、彼がエジプトとサハラのいくつかの初期データを取得したとき、あたかも光が過度に飽和しているかのように、奇妙に見えました。

「これは都市部で起こっていたので、私たちはそれを調べました。私たちが気づいたのは、信号の増加がラマダンのカレンダーと完全にタイミングを合わせていることでした」とロマンは回想します。彼はイェールの都市化専門家にメールを送り、彼らは興味をそそられました。案の定、彼らは来年同じスパイクを見つけました。次の2年半にわたって、チームは3つの休日期間のデータを測定しました：夏の3年間のラマダン（この場合）と、感謝祭の週から1月の最初の週までの2年間のクリスマスと新年。特別に設計されたアルゴリズムを使用して画像を実行し、これらの期間中の光信号を、中東、北アメリカ、カリブ海の3つの地理的領域で年の残りと比較しました。

雪は大きな問題であることが判明しました。米国中部からのクリスマスデータの最初のラウンドを見て、ロマンは2012年にデンバーで大きなスパイクを見ました。しかし、それは単なるクリスマスライトではなく、新雪を反射するランプライトでした。セントルイスの。それでも、彼らはいくつかの一般的な傾向を把握し、休暇期間の地図を作成することができました。

米国の70の都市では、経済的要因やその他の要因に関係なく、クリスマスとお正月の間にライトが明るく輝いた。「この国家共通の伝統を追跡している」とロマンは言う。特に都市の郊外では、照明強度が30〜50％増加しましたが、ほとんどの都市部では20〜30％増加しました。庭が大きいほど、爆風サンタと暗闇で光るトナカイのためのスペースが増えるためです。

チームは、プエルトリコで最も人口の多い30の町の光のパターンを調べました。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

ロマンの出身地であるプエルトリコでは、クリスマスパターンも登場しました。彼らのアルゴリズムを使用して、研究者は実際に、市民のエネルギー習慣に基づいて、祝祭、工業都市、より多くの田舎町の文化センターをグループ化することができました。「[我々]は、都市の住民のエネルギー行動の関数として都市を分類できるようになりました。規範、文化のアイデンティティに基づいた行動」とロマンは説明します。「これは、宇宙からのクリスマスライトを見るよりもずっとクールです。」

中東では、ラマダンの聖なる月の間に主要都市のライトがより明るく燃え上がり、通常、Eidのお祭りに関連するピークで頂点に達しました。一般に、夜間のグループ祈りの活動と人々がより早く仕事に行くことで、市内中心部の明かりが増しました。

国によって違いが際立っていました。サウジアラビアではラマダンの増加が最も激しく、イスタンブールの照明はやや弱かった。サウジアラビアはより保守的であり、トルコはより世俗的です。「夜間ライトは、これらの都市とそれらをホストする国との間の文化的な違いを実際に追跡します」と、この研究で協力したエール大学の大学院生であるエレノア・ストークスは言います。テルアビブは、特に、イスラム教徒の聖月の間、照明の増加がありませんでした。また、イラクとレバノンの都市では、夜間照明に落ち込みが見られました。シリアでは、アレッポとダマスカスの夜間の光の減少は、政治的および軍事的不安に対応したものと思われます。「これらの夜間照明は、ある意味では都市の心電図のようなものです」とストークスは言います。

エジプトでは、研究者は20のカイロ地区を詳しく調べ、ラマダン中に貧しい地域のピークが小さく、経済的または文化的な理由で照明を消すことを選んだことを発見しました。「これらの社会的および文化的な痕跡は、エネルギー署名自体に見ることができます」とストークスは言います。

リヤドやジェッダなどのサウジアラビアの都市での光の使用は、ラマダンの1か月の間に約60〜100％増加しました。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

イスタンブールのようなトルコの都市での光の使用は増加を示しましたが、より小さいものでした。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

カイロでは、全体的にラマダンの月、特に市内中心部で照明パターンがピークに達しました。ヨルダンのアンマンも同様の増加パターンを示しました。当然のことながら、イスラエルのテルアビブの明かりはほぼ一定でした。（NASAの地球観測所、ジェシーアレン）

データは、都市ブロックでの総エネルギー使用量の正確な測定値を提供しませんが、ライトはエネルギー使用パターンを追跡するためのプロキシを提供します。「これは人間の行動に最も敏感な要因です。人々が明かりをつけるとき、次に彼らがつけるものはトースターとヒーターです」とロマンは言います。「私たちが見ようとしているのは、こうした行動パターンです。」

都市部はエネルギーの使用と排出の大きな部分を占めているため、研究者は将来、データを炭素排出量とエネルギー消費データと重ね合わせることを望んでいます。「二酸化炭素の排出量は、いつ、どこで、どのくらいの量をあなたに与えています。しかし、それが何を推進しているのかをあなたに伝えているわけではありません」とロマンは言います。放射に対する照明データを見ると、より局所的な気候緩和戦略を構築するのに役立ちます。ロマンは次のように指摘しています。「ニューヨークで働くことは、必ずしもテキサス州アマリロで働くとは限りません。」

このように、画像は宇宙からの地球の美しい写真以上のものを提供します。

注：この記事は、カウアイにアクティブなボキャノがないという事実を反映するように更新されました。