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監測二氧化碳的NASA衛星揭示了地球內部運行機制


B據外媒報導,多虧了美國宇航局(NASA)能詳細監測二氧化碳的衛星,科學家們現在能更好地了解植物、土壤和海洋如何吸收和釋放二氧化碳。這些信息可以幫助我們弄清楚我們的世界將如何應對全...

- 2017年10月28日08時53分
- 科學文摘 / cnBeta

cnBeta

據外媒報導,多虧了美國宇航局(NASA)能詳細監測二氧化碳的衛星,科學家們現在能更好地了解植物、土壤和海洋如何吸收和釋放二氧化碳。這些信息可以幫助我們弄清楚我們的世界將如何應對全球變暖。新的研究表明,2015-2016年的厄爾尼諾期間,熱帶地區的乾旱、高溫和火災導致三大洲的植物和土壤二氧化碳排放量最大的增長。

植物光合作用需要吸收二氧化碳。但在厄爾尼諾期間,由於南美洲、非洲和亞洲的雨量較少,氣溫也高於往年同期,一些植物沒有吸收太多的二氧化碳; 另外一些植物死亡和迅速分解,釋放出它們從空氣中吸取的碳。新觀察到的行為可能為氣候變化如何創造出可以加速全球變暖的新反饋系統提供線索。


這些研究結果於周四發表在《科學》雜誌上,僅代表了2014年發射的NASA任務的第一批發現。這顆衛星稱為軌道碳觀測站-2(OCO-2),旨在監測大氣中的二氧化碳。自工業革命以來,二氧化碳排放量一直在增加,而由於二氧化碳是一種溫室氣體,這也造成了全球氣候變暖。燃燒化石燃料不斷釋放大量的二氧化碳,但其中大約25%被海洋所吸收,另外25%被植物吸收。

OCO-2衛星每天約收集10萬次測量,包括未曾觀察過的地區,如海洋中部和亞馬遜雨林。利用這些數據,研究人員將地球上的二氧化碳濃度映射到一起,了解其被吸收和排放,以及如何分散到大氣中。

厄爾尼諾

OCO-2衛星於2014年7月發射,剛好在超強厄爾尼諾發生之前。厄爾尼諾現象是一種反覆出現的氣候模式,為熱帶太平洋帶來溫暖的海水,影響了全球的天氣。另外一篇科學論文報導,與2011年相比,額外的25億噸二氧化碳排放到大氣中。這些二氧化碳來自南美洲、非洲和亞洲的熱帶地區,那裡的植物都有不同的反應。在南美洲,植物的生長受到乾旱的阻礙,導致它們比平常吸收更少二氧化碳。在非洲,乾旱導致植物死亡及分解更快,釋放出大量的二氧化碳。而在亞洲,由於乾旱和高溫造成森林大火,這也引起了大量的二氧化碳釋放到大氣中。


在另一項研究中,科學家研究了同樣的厄爾尼諾現象如何影響海洋。美國大學空間研究協會科學家兼這項研究合著者Abhishek Chatterjee表示,雖然世界海洋吸收了約25%的二氧化碳排放量,但是不同的海域表現不同:例如北大西洋吸收二氧化碳,而熱帶太平洋通常會釋放二氧化碳。

火山和城市

OCO-2衛星進行了高解析度測量,因此研究人員可以在非常小的地區(如城市或火山)觀察二氧化碳濃度。根據科學研究,其中一項科學研究表明,洛杉磯冬季二氧化碳濃度較高,因為植物吸收更少的二氧化碳,同時更多的植物死亡。主要作者Florian Schwandner表示,城市地區汽車和發電廠排放的二氧化碳都比郊區更高。研究結果表明,OCO-2衛星可以快速掃描城市污染,補充基於地面的測量。


OCO-2衛星也可用於監測活動火山,例如萬那杜的Yasur火山,這些火山不斷湧出富含二氧化碳的羽流。測量結果表明,Yasur火山每天釋放出41.6千噸二氧化碳。當火山噴出二氧化碳時,意味著新一輪的岩漿正在朝著地面移動。所以這種新技術可以用來預測火山噴發。

光合作用

OCO-2衛星也可以檢測植物的光合作用。在光合作用過程中,植物將微量的能量發回大氣層,並有效地發光。根據《科學》雜誌發表的另一項研究,這種發光是肉眼不可見的,但不是OCO-2衛星能以更高的解析度進行測量。

檢測光合作用是了解植物是否吸收二氧化碳的關鍵。這些測量被用於與厄爾尼諾現象相關的論文中,以了解在2015年至2016年期間,南美洲的植物沒有吸收太多的二氧化碳。


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