由于美国宇航局的一颗卫星对大气中的温室气体二氧化碳进行了前所未有的详细测绘，科学家们对植物如何工作以及陆地和海洋如何吸收和释放二氧化碳有了更多的了解。这些信息可以帮助我们弄清楚我们的世界将如何应对全球变暖。

最新研究表明，在2015-2016年厄尔尼诺ño、 例如，热带地区的干旱、高温和火灾导致三大洲的植物和土壤产生了有记录以来最大的二氧化碳增长。植物利用二氧化碳来生长，并从大气中吸收二氧化碳。但在这一事件中，由于南美、非洲和亚洲降雨少，气温高于正常水平，一些植物吸收的二氧化碳没有那么多；其他人死亡和分解更快，释放出他们从空气中提取的碳。新观察到的行为可能为气候变化如何创造新的反馈系统，加速全球变暖提供线索。

这些发现发表在今天在科学上发表的五项研究中，仅仅是2014年NASA发射的一个任务的第一批发现。这颗名为环绕地球的碳天文台2，或OCO-2号卫星的设计是为了监测我们星球大气中的二氧化碳。自19世纪工业革命以来，二氧化碳水平一直在上升，由于二氧化碳是一种蓄热温室气体，我们的星球正在升温。今天，我们不断地通过燃烧化石燃料排出大量的碳，但是大约25%的碳排放被海洋吸收，另外25%的碳被植物抽真空。今天的论文是关于碳如何被吸收的解释的开始，如果这些过程将随着世界的持续升温而持续下去。

“在100年内，世界可能会是什么样子存在很多不确定性，更多地了解我们现在看到的情况可以帮助我们更好地预测未来的情况，”美国宇航局喷气推进实验室（JPL）OCO-2任务副项目科学家Annmarie Eldering说，他是其中的几个研究的共同作者。

OCO-2卫星每天环绕地球飞行14次，每天收集约10万次测量数据——包括在海洋中部和亚马逊雨林等以前很少被观测到的地区。利用这些数据，研究人员整理了一张地球上二氧化碳浓度的地图，以了解气体是如何被吸收和排放的，以及它是如何扩散到大气中的。

其中一项研究中描述的一张这样的地图显示了北半球——大多数大陆所在的地方——在冬天是如何被二氧化碳吞没的。但随着春天的到来，植物重新活跃起来，浓度急剧下降。”对我来说，就像‘哇！’”埃尔德林说看起来像是有个怪物咬了这些地区的二氧化碳。另一项研究表明，OCO-2卫星可以用来追踪像火山和洛杉矶这样的小面积地区的二氧化碳。这不仅可以用来更好地了解城市污染，还可以用来预测火山何时爆发。

随着科学家们不断钻研最初几年的数据，以下是他们迄今为止的一些主要发现。

厄尔尼诺ño

OCO-2卫星于2014年7月发射，就在最强烈的厄尔尼诺现象开始之前ñ“永远不会。”科罗拉多州立大学的大气科学教授Scott Denning没有参与这项研究，他说：“这只是愚蠢的运气。”厄尔尼诺ñ是一种反复出现的气候模式，它将温暖的海水带到热带太平洋，影响全球的天气。第一个厄尔尼诺ñ观测到的卫星真是糟透了。

其中一篇科学论文报道，与2011年相比，在正常情况下，大气中的二氧化碳排放量增加了250亿吨。这些额外的碳来自南美、非洲和亚洲的热带地区，这些地区的植物反应各不相同。在南美洲，植物的生长受到干旱的阻碍，导致它们吸收的二氧化碳比平常少。在非洲，高温使死去的植物更快地分解，释放出大量的二氧化碳。而在亚洲，干旱和高温导致森林火灾，也将大量的碳排放到空气中。

在另一项研究中，研究人员观察了相同的厄尔尼诺现象ño影响了海洋。尽管世界海洋吸收了约25%的二氧化碳排放量，但不同的海洋表现不同：北大西洋吸收二氧化碳，热带太平洋通常释放CO2，研究共同作者Abhishek Chatterjee在美国宇航局哥达德工作，他是大学空间研究协会的科学家。这是因为从东向西横扫太平洋的强风将富含二氧化碳的深海海水带到了海面。从那里，部分二氧化碳泄漏到大气中。

但在厄尔尼诺期间ño、 这些风减弱，把较少的二氧化碳带到地表。这意味着空气中分散的碳更少。但是有多少呢？2015年3月至7月，厄尔尼诺现象的头几个月，热带太平洋的二氧化碳泄漏率下降了54%ño、 查特吉和他的同事发现。随后，随着南美、非洲和亚洲的植物释放出大量的碳，二氧化碳的浓度急剧上升，正如另一篇科学论文所描述的那样。

查特吉说：“对于碳循环社区来说，这确实是第一次。科学家们一直想知道厄尔尼诺期间二氧化碳到底是如何波动的ñ哦，陆地和海洋扮演着什么样的角色，这些论文最终为这些问题提供了一些答案。”来自OCO-2的观测已经解决了这个关键的科学难题。

火山和城市

OCO-2卫星进行了高分辨率的测量，研究人员可以在很小的范围内观察二氧化碳的浓度，比如城市或火山。例如，根据一项科学研究，洛杉矶上空的二氧化碳含量在冬季高于夏季，因为冬季植物吸收的二氧化碳较少，死亡的植物也比夏季多。JPL的分析地球化学家、主要作者florianschwandner说，在汽车和发电厂排放量较多的城市地区，排放量也高于郊区。研究结果表明，OCO-2卫星可以快速扫描城市的污染状况，补充了地面测量的不足。

OCO-2卫星还可以用来监测活火山，比如瓦努阿图的亚苏尔火山，它不断喷出富含二氧化碳的羽流。测量结果表明，雅索尔每天排放41.6千吨二氧化碳。当一座火山释放出二氧化碳时，意味着新的一批岩浆正在向地表移动——这是动荡的迹象。所以这项新技术可以用来预测火山爆发，施万德纳说“我们不能阻止火山，但我们可以疏散人们，”他说我们越早知道就越好。”

光合作用

OCO-2卫星还可以探测植物何时利用太阳能生长，这一过程被称为光合作用。在光合作用过程中，植物向大气中释放出微量的能量，有效地发光。根据另一项发表在《科学》杂志上的研究，这种辉光肉眼是看不见的，但OCO-2卫星却看不见，它的测量分辨率远远高于美国宇航局（NASA）的全球臭氧监测仪器2号（Global Ozone Monitoring Instrument 2）等以前的卫星。

检测光合作用是了解植物是否吸收二氧化碳的关键。这些测量被用于两个El-Ni中的一个ño论文，在2015-2016年厄尔尼诺事件期间ño、 南美洲的植物没有吸收那么多的碳。埃尔德林说，在未来，随着全球变暖，这些全球范围内对光合作用的观测可以用来改进对未来作物产量的预测。

所有这些观测都有一个主要目标：帮助我们更好地了解我们生活的星球——以及它在未来将如何变化。而监测二氧化碳可以帮助我们解开谜团。”“二氧化碳影响气候变化，但气候变化也影响二氧化碳，”丹尼说有点双重打击。”