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Take Home Message
• 地球觀測衛星雷達可依光源區分為被動系統和主動系統。被動系統以太陽作為主要光源；主動系統則自主發射電磁波再接收回波。
• 雷達主動系統能觀察到物體的「質感」，並透過「調頻」計算出與反射物件之間的距離。
• 雖然雷達的解析度較差，但可以將不同衛星位置組成「合成孔徑」取得高解析度的資料，使科學家對地震、山崩等地表作用有更多了解。

在新聞節目或電影裡，我們常常可以聽到或看到「雷達」（radar）一詞，它其實是英文「無線電偵測與定距」（radio detection and ranging）的縮寫。影視畫面中呈現的雷達往往是一個螢光綠色的光束依順時針或逆時針方向旋轉，每當它偵測到有物體如飛機靠近時，畫面上就會出現一個光點（圖一）。因此，雷達給人的印象總是與軍事或航天用途密不可分。

圖一／影視呈現出的雷達畫面常是一個螢光綠色的光束依順時針或逆時針方向旋轉，當雷達偵測到有物體靠近時，畫面上就會出現一個光點。（123RF）

其實還有一種「合成孔徑雷達」（synthetic aperture radar, SAR）技術，從1980 年代開始逐漸推展至廣泛的科學研究用途。造成此變化的主要關鍵除了電腦計算能力的躍進之外，更因為該項技術從過往以「飛機」為載具，進步到以「衛星」為載具。雖然製造與發射衛星的初期成本較高，不過一旦衛星升上太空之後，不需耗費太多額外的成本便可以對地面大範圍地重複施測，也不會因為對流層的天氣現象影響它的拍攝週期。因此遙測（remote sensing）的出現，對地球科學研究及防災領域都產生了革命性的影響，其中衛載合成孔徑雷達帶來的改變更是超乎一般人的想像。而在討論它能進行哪些特殊觀測之前，讓我們先談談雷達波與可見光波的區別，再介紹什麼是「合成孔徑」。

雷達的被動系統與主動系統

地球觀測衛星是一種針對地球環境與資源進行遙測的衛星，它的雷達一般來說可分成被動系統和主動系統。被動系統衛星在觀測時以太陽作為主要光源：太陽輻射的電磁波穿過大氣層後抵達地球表面，再反射到太空中由衛星接收。這一類仰賴外在光源的遙測系統也常被稱為「光學系統」，它們可以觀測太陽輻射中不同的波段，例如最常見的可見光。……【更多內容請閱讀科學月刊第640期】