42年只做一件事：精确丈量太阳与地球间的能量

探索宇宙奥秘 · 理性思考

1958年1月31日，美国首颗卫星“探险者1号”升空，它只工作了一百多天。

但它不会想到，自己开启了一项持续至今、长达42年的科学接力。这项接力只为一件事：搞清楚太阳给了地球多少能量，地球又还给了宇宙多少。

2026年2月19日，NASA发布了一份特别的总结。这不是某个新发现，而是一场持续近半个世纪的精确测量宣告完成。当我们抬头看云卷云舒，感受四季冷暖，背后是人类用四十二年时间，在地球与太阳之间，竖起了一把看不见的标尺。

故事的转折发生在1984年10月。

当“地球辐射预算卫星”从挑战者号航天飞机发射时，科学家凌晨3点半就得爬起来。那天阴天，航天飞机点火瞬间，尾焰把整个天空照得通亮。一位老科学家后来回忆，飞机穿入云层，光暗了下去，一分钟后天空又亮了——那是太阳反射在尾焰上。“说起这事，我还是有点激动。

激动是因为他们终于能验证一个猜想：云到底在给地球加热，还是降温？

1980年代末，卫星数据给出了直接观测的证据：云，其实在冷却地球。这个结论现在看来简单，但在当时，它是理解地球能量平衡的关键一步。

更有意思的细节是，为了搞清“从哪儿算大气层顶”，科学家们吵了一整天。最后只好指定一个人计算，结果是：地面往上30公里。

严谨到近乎偏执，这就是科学。

为什么要精确到30公里？

因为地球的能量平衡，就是我们的生命线。如果把太阳比作永不关闸的收入，地球往外辐射就是支出。收支平衡，气候稳定；收大于支，全球变暖。

这是一个极其精密的系统。1880年左右，人类开始试图理解它。1975年，Nimbus卫星首次给出全球尺度的太阳辐射数据。到今天，CERES仪器已经把测量精度推到极致——它被称作NASA飞过最精确的辐射计。

最新数据显示，地球正在持续“收入大于支出”。但更重要的不是这个结论，而是我们能精确说出“大多少”。

基林曲线让人类看见二氧化碳，地球辐射预算让人类看见能量。两者缺一不可。

说到这，读者最关心的问题来了：我们呢？

实事求是地说，这个领域中国是追赶者，但追赶的速度不慢。

风云系列气象卫星早就搭载了地球辐射探测仪。2018年，风云三号D星正式业务运行，其高精度太阳辐射监测仪，能够以0.2%的精度测量太阳常数——这个水平已经接近国际前沿。

但差距在于“连续性”。NASA从1978年就持续监测太阳能量输入，ERBE和CERES项目加起来连续跑了42年。这种几代人的数据积累，不是单台仪器能取代的。气候科学本质上是时间序列的科学，谁的数据长，谁就拥有发言权。

中国科学家很清楚这点。2021年，国家卫星气象中心启动风云卫星辐射基准网建设，目标就是建立自主的高精度、可溯源辐射基准。说得直白些，就是要让我们的数据，自己能给自己“校准”，不必总拿别人的当标准。

“做观测科学，你永远不会完成理解。永远处于可能有人发现新东西的状态，永远不会有最终逃脱到绝对肯定的那天。”

这不只是谦虚，更是科学的本相。

太阳照常升起，地球默默散热，我们在地面之上30公里处，放了一把尺子。42年，这把尺子越做越准，但我们仍不知道明天会发现什么。也许云的变化比模型快，也许太阳没那么稳定，也许一个从未想过的反馈机制正在暗中运作。

唯一能做的，就是继续测下去。

这大概就是人类理性最动人的地方：承认永远不确定，但坚持测量每一分不确定。