莫道不留痕 纵使化作风

2017-11-06 07:37:17 来源: 科技日报 作者: 房琳琳

莫道不留痕 纵使化作风——卫星精确监控为气候变化研究提供有力支撑

 以OCO-2观测数据为基础的科学论文专辑给了人们前所未有的太空视角,让人们看到某个城市,如洛杉矶及其周边地区CO2排放量的变化。图源:NASA官网

本报记者 房琳琳

2014年美国国家航空航天局(NASA)发射的轨道碳观测平台-2号(OCO-2)卫星,目的是以前所未有的精确度和大面积,检测来自大气的二氧化碳(CO2)排放量,汇集数据后给出一些答案。

到目前为止,这一任务记录与最强大的厄尔尼诺现象相吻合,使科学家们了解了碳循环是如何响应的,同时准确地确定了进入大气层的CO2排放高峰的来源。

NASA喷气推进实验室的项目科学家安迈瑞尔·艾尔德瑞说:“我们对这些结果非常满意。”

《科学》杂志日前专门刊登了5篇相关文章,被认为是更好地处理碳循环的第一步研究,如果OCO-2进入预期的扩展任务,其他空间项目计划也将随之展开。

监测结果与厄尔尼诺现象契合

发电厂或汽车排气管排放的每吨CO2,部分停留在地球大气层并提高了全球气温,其余部分则被陆地生物圈或海洋生态系统所吸收。

CO2的净来源一直是悬而未决的问题。了解这一点和相关机制,是了解全球变暖进展情况的关键。

通过一系列竞争过程,CO2要么通过野火等排放进大气层,要么通过植物光合作用从大气中排除。

但科学家们知道,厄尔尼诺现象是造成地球大气层中产生更多CO2的另一个因素。从1997年—1998年的主要厄尔尼诺现象看,一方面,厄尔尼诺现象往往会导致热带地区干旱,光合作用减少,从而造成CO2的摄入量较少,残余量增多。

根据美国国家海洋和大气局的统计,2015年—2016年实践中的这些影响有据可查,这使得全球CO2浓度达到历史最高纪录。

碳循环反应事件得到深入分析

卫星的观察结果,让项目科学家将厄尔尼诺现象逐渐达到顶峰过程中的碳循环反应事件联系起来。他们看到,热带太平洋地区曾出现了少量的CO2水平下降。但随着干旱、热浪和野火等因素的增加,地面生物量的响应也大大减少,轻微的下降很快被超过,造成后期CO2的吸收减少、排放增多。

NASA戈达德航天中心工作的大学空间研究协会的科学家艾博希谢科·柴特尓吉说,通过使用OCO-2检测光合作用标记的能力,该小组能够进一步分析,这是土地植物生产力的标志。

数据显示,虽然东南亚、南美洲和非洲的热带地区大都测出了大致相同的CO2量,但原因不同。在东南亚,厄尔尼诺现象引起的炎热和干旱条件,使该地区更易受到火灾的影响,从而将CO2排放到大气中;在南美洲,干旱条件意味着生物圈的CO2减少,使该地区成为CO2排放的净来源;而在非洲,降雨量正常时,异常热量增加了植物呼吸,造成CO2排放量增加。

二氧化碳监测方法“后继有人”

OCO-2捕获少量CO2足迹的能力也令人吃惊。在夏季,通过OCO-2传感器能看到城市核心和农村地区CO2量下降,因为植物茂盛也会吸收CO2。

绘制碳足迹的能力会产生广泛的应用,包括监测碳排放量,以确保城市和国家遵守其减少CO2的承诺。此外,还可以提供火山喷发的早期警告,因为CO2排放量会因此增加。

项目科学家称,OCO-2已经完成了最初的两年计划任务,还将开始一个三年延长任务。科学家希望其他两个计划任务也效仿OCO-2计划的工作顺利进行:一个是称为OCO-3的任务,将被安装在国际空间站,允许科学家按照感兴趣的内容计划后续任务。另一个是被称为地球静止碳循环观测站,能够测量二氧化碳在连续地区的排放情况。

(科技日报北京11月5日电)

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