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美國NASA科學家本月發表的最後一篇科學論文，揭示了對地球氣候最複雜挑戰之一的新見解：了解和預測未來的大氣溫室氣體水平以及海洋和陸地在確定這些水平方面的作用。
從太空，衛星可以看到地球呼吸。NASA新的可視化顯示，從1997年9月到9月，對陸地和海洋表面的植物生命進行了20年的連續觀測。2017年。在陸地上，植被以棕色（低植被）到深綠色（大量植被）的規模出現; 在海洋表面，浮遊植物以紫色（低）到黃色（高）的等級表示。該可視化是利用來自衛星（包括SeaWiFS）和儀器（包括NASA / NOAA可見紅外成像輻射計套件和中分辨率成像光譜儀）的數據創建的。
發表於”美國國家科學院院刊”的論文由美國NASA戈達德太空飛行中心地球科學部前主任皮爾斯·J·塞勒斯主管，他於2016年12月去世。塞勒斯是美國NASA戈達德的地球科學家，後來一名飛行三次太空飛機任務的太空人。
該文件包含一個重要的總體信息：目前的國際衛星艦隊在準確測量太空溫室氣體方面正在取得實質性進展，但未來需要一個更複雜的觀測系統來理解和預測地球氣候變化的水平。社會需要的準確性。
賣家與美國NASA噴氣推進實驗室和俄克拉荷馬大學的同事一起撰寫了這篇論文。該論文的工作於2015年開始，賣方繼續與他的合作者一起工作，直到他去世前大約六周。他們繼續研究和撰寫論文直至出版。
本文重點討論了塞勒斯研究生涯中的主題：地球的生物圈及其與地球氣候的相互作用。在20世紀80年代，他幫助開拓了地球植被的計算機建模。在新論文中，Sellers和合著者調查了”碳循環 – 氣候反饋” – 自然系統對人類排放造成的氣候變化的潛在反應 – 並提出了如何在全球範圍內最好地衡量這種反應的願景。空間。
陸地，海洋和空氣之間的碳交換在確定大氣中溫室氣體的數量方面發揮著巨大作用，這將在很大程度上決定地球未來的氣候。但是，有很複雜的互動在起作用。雖然人類引起的溫室氣體排放正在大氣層中積聚，但陸地生態系統和海洋仍然抵消了所有這些排放量的50％。隨著氣候變暖，科學家們不確定森林和海洋是否會繼續吸收大約一半的排放 – 充當碳匯 – 或者如果這種抵消變得更低，或者水槽是否成為碳源。
Paper的共同作者David Schimel是JPL的科學家，也是Sellers的長期科學合作者，他說這篇論文反映了他，Sellers和其他合作者如何將這一科學問題視為NASA地球科學的重要研究目標之一。
“我們都將碳循環反饋的未來理解為氣候變化科學的重大挑戰之一，”Schimel說。
俄克拉荷馬大學的共同作者Berrien Moore III說，近幾十年來科學家對地球生命系統如何與大氣中溫室氣體濃度升高相互作用的理解發生了巨大變化。自20世紀80年代以來，摩爾一直是Sellers和Schimel的科學合作者。他說，那時候，科學家認為海洋吸收了大約一半的年度碳排放量，而陸地上的植物則起到了最小的作用。科學家現在了解海洋和陸地共同吸收了大約一半的排放，地球系統的作用受到厄爾尼諾和拉尼娜等大尺度天氣模式的極大影響。摩爾也是NASA任務的主要調查員，名為GeoCarb，計劃於2022年發射，
美國國家航空太空局於2014年發射了軌道碳觀測台-2（OCO-2），隨著測量和計算機建模技術的進步，科學家們正在更好地了解碳如何在陸地，海洋和大氣層中移動。這篇新論文以之前的研究為基礎，重點關注2015年的一系列奇怪事件。雖然人類二氧化碳排放量在這一年中首次出現了幾十年的平穩，但大氣中二氧化碳濃度的增長率實際上同樣飆升。時間。
這進一步證明了科學家多年來一直在拼湊的東西 – 包括天氣，乾旱，火災等因素在內的複雜因素導致了大氣中的溫室氣體含量。
然而，隨著OCO-2觀測和基於空間的植物熒光測量（基本上是光合作用的測量）的新組合，研究人員已經開始更準確地可能2015年期間碳在地球周圍被吸收和釋放的位置。厄爾尼諾現象與其他年份相比有效。
該論文遵循了由Sellers，Schimel和Moore主管的2015年碳循環研討會的報告。Schimel和Moore都指出，研討會上40多位參與者中的每一位都參與了會議的最終科學報告 – 這種情況很少見。他們將這部分歸因於塞勒斯在激發思想和行動方面所起的鼓舞作用。
“當你在房間里有像皮爾斯這樣的人時，就會產生磁效應，”摩爾說。”皮爾斯把他的肩膀放在方向盤上，所以每個人都必須把肩膀放在方向盤上。”
Schimel和Moore表示，研討會論文提出了一個願景，即未來基於空間的觀測系統需要什麼來衡量，理解和預測碳循環反饋：主動和被動儀器，以及衛星周圍低地球和地球靜止軌道的衛星。世界。在未來幾年，美國NASA和歐洲，日本和中國的太空機構都將啟動新的溫室氣體監測任務。
“邁爾斯認為，做到這一點絕對必要，”席梅爾說，”這對於或多或少在第一時間做到正確至關重要。”
作者將該論文的出版物獻給了賣家，他們的奉獻精神引用了英國出生的科學家經常引用的溫斯頓丘吉爾的引用。他們寫道：”PJS在丘吉爾最喜歡的一句話中接近了碳科學的挑戰，’難以掌握的是贏得的機會’，他的目標是通過解決困難和抓住機遇來解決碳 – 氣候問題。”
