根據(jù)太空中獲取的證據(jù)，NASA的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，地球的熱帶區(qū)域正是此次在至少2000年的時(shí)間跨度內(nèi)，創(chuàng)下大氣中二氧化碳濃度年度最大增幅的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

　　盡管科學(xué)家們一直懷疑2015年至2016年期間發(fā)生的厄爾尼諾現(xiàn)象——有記錄以來(lái)規(guī)模最大的一次——與之相關(guān)，但究竟如何產(chǎn)生影響一直是科學(xué)家們研究的課題。研究人員在分析了來(lái)自NASA軌道碳觀測(cè)2號(hào)衛(wèi)星(Orbiting Carbon Observatory-2 satellite，OCO-2)前28個(gè)月的數(shù)據(jù)之后，得出結(jié)論：厄爾尼諾在南美洲，非洲和印度尼西亞的熱帶地區(qū)造成的高溫和干旱現(xiàn)象是全球二氧化碳濃度創(chuàng)下峰值的元兇。這一發(fā)現(xiàn)于周五發(fā)布在《科學(xué)》(Science)雜志上，是基于OCO-2數(shù)據(jù)研究論文集中5篇論文的一部分。

　　“與2011年相比，這三個(gè)熱帶地區(qū)向大氣中多釋放了25億噸(2.5 gigatons)碳，”Liu Junjie說(shuō)，他是來(lái)自NASA位于加州帕薩迪納的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(Jet Propulsion Laboratory，JPL)，也是上述研究的首席作者。“我們的研究表明，這一部分額外的二氧化碳能夠解釋2011年與2015年至2016年的峰值之間大氣二氧化碳增長(zhǎng)率的區(qū)別。OCO-2的數(shù)據(jù)讓我們能夠量化在厄爾尼諾年間，各個(gè)地區(qū)陸地與大氣之間凈碳交換量所受到的影響。”

　　在2015年至2016年期間，OCO-2記錄下的大氣二氧化碳增量比近幾年觀測(cè)到的平均增量高了50%。這與美國(guó)國(guó)家海洋大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA)的觀測(cè)結(jié)果一致。這一年均增量約等于濃度為百萬(wàn)分之三(3 parts per million)的二氧化碳——或63億噸碳(6.3 gigatons)。往年的年均增量則是接近百萬(wàn)分之二——或40億噸碳。盡管據(jù)估計(jì)在2015年至2016年間，由人類活動(dòng)所產(chǎn)生的二氧化碳排放與厄爾尼諾發(fā)生之前基本持平，這一創(chuàng)紀(jì)錄的增量還是發(fā)生了。厄爾尼諾是熱帶中東太平洋海洋環(huán)流周期性增暖的現(xiàn)象，影響全球天氣。

　　借助OCO-2的數(shù)據(jù)，Liu的團(tuán)隊(duì)分析了陸地對(duì)大氣二氧化碳濃度增加的作用。他們發(fā)現(xiàn)由于厄爾尼諾現(xiàn)象的出現(xiàn)，在2015年里，全球所有陸地區(qū)域產(chǎn)生并排放到大氣中的碳增加了30億噸(3 gigatons)。其中大約80%——或25億噸碳——來(lái)自南美洲、非洲和印度尼西亞熱帶雨林的自然過(guò)程，每個(gè)區(qū)域的數(shù)值幾乎相同。

　　Liu的團(tuán)隊(duì)將2015年的數(shù)據(jù)與2011年參考年的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，后者的二氧化碳數(shù)據(jù)來(lái)自日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(Japan Aerospace Exploration Agency)的溫室氣體觀測(cè)衛(wèi)星(Greenhouse Gases Observing Satellite，GOSAT)。

　　在2011年，上述三個(gè)熱帶區(qū)域的天氣均正常，區(qū)域內(nèi)吸收與排放的碳含量處于平衡。

　　“理解在厄爾尼諾影響下這些區(qū)域碳循環(huán)的變化，將有助于科學(xué)家改進(jìn)碳循環(huán)模型，也能讓我們?cè)谖磥?lái)遇到類似情況時(shí)更好地預(yù)測(cè)地球可能的響應(yīng)，“JPL的OCO-2項(xiàng)目副科學(xué)家Annmarie Eldering說(shuō)，“團(tuán)隊(duì)的研究表明，如果未來(lái)氣候造成更多或更久的干旱情況，就像上一次厄爾尼諾那樣，可能會(huì)有更多二氧化碳留存在大氣中，導(dǎo)致地球進(jìn)一步變暖。”

　　盡管三個(gè)熱帶區(qū)域向大氣中排放的二氧化碳量大致相當(dāng)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)厄爾尼諾所導(dǎo)致的氣溫與降雨量的變化在各個(gè)區(qū)域卻各有不同，同時(shí)自然碳循環(huán)的響應(yīng)也不一樣。因而，Liu將OCO-2的數(shù)據(jù)和其他衛(wèi)星的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，來(lái)理解導(dǎo)致每個(gè)熱帶區(qū)域不同反應(yīng)的自然過(guò)程。

　　在熱帶南美洲東部及東南部，包括亞馬遜雨林，厄爾尼諾所帶來(lái)的嚴(yán)重干旱使得2015年成為過(guò)去30年中最干燥的一年。氣溫也高于往常。這樣一個(gè)更干燥更炎熱的環(huán)境使得植被生存受到挑戰(zhàn)，也降低了光合作用，這意味著樹木和植物從大氣中吸收的碳減少了。結(jié)果就是釋放到大氣中的碳含量出現(xiàn)凈增。

　　相比之下，結(jié)合衛(wèi)星數(shù)據(jù)和雨量計(jì)數(shù)據(jù)的降水分析結(jié)果看，熱帶非洲的降雨量處于正常水平，但是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的氣溫卻高于正常水平。更多死去的樹木和植被腐爛分解，導(dǎo)致更多碳被釋放到大氣中。與此同時(shí)，亞洲熱帶區(qū)域則面臨過(guò)去30年中第二干燥的一年，增加的碳排放主要來(lái)自于印度尼西亞，根據(jù)衛(wèi)星測(cè)量顯示，其主要原因則是燃煤增加和森林大火。

　　“我們知道厄爾尼諾是眾多變量中的一個(gè)，但是直到目前為止我們?nèi)圆恢涝谶@些區(qū)域范圍內(nèi)，最重要的過(guò)程有哪些，”“ Eldering說(shuō)，OCO-2的地理覆蓋率和數(shù)據(jù)密度支持我們單獨(dú)地研究每一個(gè)區(qū)域。”

　　Scott Denning是科羅拉多州立大學(xué)柯林斯堡分校(Colorado State University in Fort Collins)大氣科學(xué)專業(yè)的教授，同時(shí)也是OCO-2科學(xué)團(tuán)隊(duì)的一員，但他并未參與上述研究。Denning表示，盡管近幾十年來(lái)科學(xué)家已了解到厄爾尼諾對(duì)熱帶雨林的生產(chǎn)力及由此對(duì)大氣二氧化碳的凈貢獻(xiàn)有所影響，但是研究人員很少能夠直接觀測(cè)這些影響。

　　“OCO-2為我們提供了兩個(gè)革命性的新方法去理解干旱與高溫對(duì)熱帶雨林的影響：每天幾千次直接測(cè)量這些地區(qū)的二氧化碳數(shù)值，以及通過(guò)探測(cè)樹木中葉綠素的熒光效應(yīng)來(lái)檢測(cè)光合作用率。”Denning說(shuō)，利用這些數(shù)據(jù)，我們能夠驗(yàn)證我們對(duì)于熱帶雨林的響應(yīng)是否有可能造成氣候惡化的理解。”

　　地球大氣中二氧化碳濃度一直在不斷變化。它會(huì)隨著季節(jié)變遷，植物的生長(zhǎng)與死亡而變化，在冬季濃度會(huì)相對(duì)偏高，在夏季則偏低。從工業(yè)革命的起點(diǎn)，19世紀(jì)初期開始，大氣中二氧化碳的濃度年均值逐年遞增。在此之前，地球大氣中以二氧化碳的形式存在著約5950億噸的碳。目前這個(gè)數(shù)字是8500億噸。

　　大氣中二氧化碳的年增量和季節(jié)性循環(huán)的量級(jí)都是由地球上大氣、海洋和陸地之間精妙的平衡決定的。每年，海洋，植物和樹木吸收并釋放二氧化碳。人類活動(dòng)所排放的二氧化碳也逐年改變。一般來(lái)說(shuō)，陸地與海洋能吸收半數(shù)人類活動(dòng)排放的二氧化碳，另一半則會(huì)導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度的增加。盡管大自然控制著二氧化碳在大氣、海洋和陸地之間的交換，每年的情況仍不盡相同。某些年份中，自然過(guò)程僅能吸收20%人類活動(dòng)的排放，在其他時(shí)間，則高達(dá)80%。

　　OCO-2于2014年發(fā)射升空，它能收集全球范圍內(nèi)大氣二氧化碳的數(shù)據(jù)，從分辨率、準(zhǔn)確率和覆蓋范圍等維度，幫助我們理解這一重要的溫室氣體，也是由人類產(chǎn)生的導(dǎo)致氣候變化的主要因素，如何在地球系統(tǒng)內(nèi)局地移動(dòng)，以及如何隨著時(shí)間變化。從太空中的有利位置，OCO-2可以每天在全球范圍內(nèi)進(jìn)行約10萬(wàn)次大氣二氧化碳相關(guān)的觀測(cè)。