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NASA通过卫星观测数据分析大气二氧化碳浓度创新高的原因

2017-10-16 23:04| 发布者: kevin| 查看: 88| 评论: 0

摘要: 自19世纪初的工业革命以来,大气中二氧化碳(CO2)浓度一直在稳步上升,但2015年和2016年出现了前所未有的高峰。美国宇航局(NASA)的一项研究已经分析了两年多以来气象监测卫星轨道碳观测卫星-2(OCO-2)收集的数据 ...

自19世纪初的工业革命以来,大气中二氧化碳(CO2)浓度一直在稳步上升,但2015年和2016年出现了前所未有的高峰。美国宇航局(NASA)的一项研究已经分析了两年多以来气象监测卫星轨道碳观测卫星-2(OCO-2)收集的数据,并指出原因:厄尔尼诺现象的影响导致某些热带地区比平时释放更多二氧化碳。

尽管人类已经在减少二氧化碳排放量方面做了大量努力,但是近年来,大气中二氧化碳浓度年均上升约2ppm。然而2015年和2016年二氧化碳排放量则突破了最大涨幅,创历史新高:达到3ppm,相当于约63亿吨。这些年来人类活动的排放量大致相同,所以从哪里来呢?

厄尔尼诺现象是主要的“嫌疑人”,但目前尚不清楚。太平洋每隔几年发生一次这种现象,那时菲律宾和印度尼西亚附近的较热海水向东流向南美洲,其影响力足以改变整个地球的天气。厄尔尼诺现象造成了澳大利亚、印度、东南亚、印度尼西亚、南美洲东北部等地区的干旱,同时增加了秘鲁、智利、厄瓜多尔等地区的降雨量。

2015年的厄尔尼诺现象是自20世纪50年代以来最强劲的一次,而2016年是最热的一年。为了研究厄尔尼诺现象对大气二氧化碳浓度的影响,NASA研究人员分析了OCO-2卫星收集的28个月的数据,这可能需要在特定地区每天读取数千个二氧化碳浓度水平的数据,以及测量植被如何通过光合作用处理气体。

当天气和碳循环过程正常时,该研究小组将该数据与2011年作为参考年度进行比较。他们的结论是:二氧化碳浓度增加的原因是南美洲、非洲和印度尼西亚的热带地区高温和干旱。

该研究的主要作者刘俊杰(音译)表示:“这三个热带地区的二氧化碳比2011年同期释放的二氧化碳增加了25亿吨。“我们的分析显示,这种额外的二氧化碳解释了2011年至2015-16年的高峰时期大气二氧化碳增长率之间的差异。OCO-2数据使我们能够量化个别地区受到厄尔尼诺现象影响后,土壤和大气之间的二氧化碳净交换量。

研究人员将OCO-2数据与其他卫星收集的数据相结合,以确定每个区域二氧化碳浓度增加的具体过程。南美洲的东部和东南部热带地区遭受旱灾,再加上高于往年平均气温,这些地区的植被光合作用减慢,意味着植物从大气中吸收较少的二氧化碳。

与此同时,亚洲热带地区的高温增加了森林火灾的严重性,从而将更多的二氧化碳排放到空气大气中。在同一时间,非洲热带地区的高温加剧了植物死亡和分解速度,导致更多的二氧化碳排放。

OCO-2任务副项目科学家Annemarie Eldering表示:“我们知道厄尔尼诺现象是这些变化中的一个因素,但到目前为止,我们并不了解这些地区的规模,最重要的过程是什么。“了解这些地区的碳循环如何应对厄尔尼诺现象将使科学家们能够改善碳循环模型,这将导致对未来我们的地球如何应对类似环境的改进预测。团队的研究结果意味着如果未来的气候带来越来越多的干旱,更多的二氧化碳可能会留在大气中,导致地球进一步变暖的趋势。”

该研究成果发表在《科学》杂志上。


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