干旱是一個古老的敵人，它導致作物歉收和饑荒，甚至使帝國覆滅(https://eos.org/articles/megadrought-helped-topple-the-assyrian-empire)。但衛星和精準農業正在改寫這個故事，給人類帶來希望：將這個持續了幾個世紀的災禍轉變為一個可控的挑戰。

　　IEEE會員Euclides Chuma稱：“植物對人類廣泛的需求至關重要，包括食物、制衣用的纖維、動物飼料，甚至能源。氣候變化正在威脅這些需求。”

　　Chuma還補充道：“植物對人類可持續的生活方式至關重要。因此，干旱監測至關重要，這樣人類就能了解氣候變化對農業的影響，并有時間采取行動減輕干旱影響。”

　　從太空監測干旱

　　衛星可通過兩種主要方式用于監測干旱。首先，它們可以用特殊的攝像頭提供高質量的圖像。

　　IEEE高級會員Shawn Chandler說：“衛星測量電磁頻譜的不同波長以分析地面狀況和大氣天氣。衛星通過評估諸如紅外線、微波和可見光等不同波長能量的吸收和發射來發揮作用。”

　　Chandler解釋說，利用可見光感應技術，衛星能夠監測湖泊和河流的水位，并確定大片陸地區域的植被覆蓋量，以此作為干旱的指標。衛星還能監測降水量、溫度，并有助于評估短期天氣模式，這有助于了解土壤濕度水平。使用微波感應技術的衛星能夠通過水的散射效應觀測土壤濕度，并且基于已知的作物類型，有助于確定作物健康方面的異常情況和威脅。

　　低軌道衛星的新興用途為干旱監測提供了第二種途徑，因為它們為偏遠地區提供互聯網連接。農田的全球連接使農民能夠使用智能傳感器將土壤和植物狀況的數據傳輸到數據中心，在那里高性能計算機可以處理這些信息。衛星圖像和物聯網(IoT)設備的整合為干旱管理提供了一種全面的方法。

　　農場中這種聯網智能傳感器的整合通常被稱為精準農業，其目的是為植物找到一個“適宜區”——既不會因水分過多而蒸發浪費，也不會因水分過少而影響植物生長。

　　Chuma說：“無處不在的互聯網連接和物聯網技術將提供大量精準數據，這些數據可與人工智能算法結合使用，從而比現在更有效地識別農場中的干旱情況。”

　　展望未來：利用蜂窩基礎設施監測干旱

　　利用衛星監測干旱的一個原因是，地球上沒有足夠多地方安裝足夠的傳感器來充分完成這項工作。然而，近年來，人們對使用原本并非用于監測天氣的系統或技術的數據的興趣日益濃厚。

　　這種做法被稱為機會性傳感。一種已經受到關注的方法是依靠手機信號塔的數據來監測降雨——或者降雨的缺乏。這個想法基于這樣一個事實：蜂窩技術已經無處不在。哪里有人，哪里就有蜂窩信號塔。2006年，IEEE終身會士Hagit Messer和一組研究人員意識到，蜂窩信號塔中的信號會隨著不同的天氣模式而變化，這些數據可用于環境監測。Messer因其這項研究獲得了2024年IEEE環境與安全技術獎章，后來他還表明該系統也可用于早期洪水預警(https://corporate-awards.ieee.org/recipient/hagit-messer-yaron/)。