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NASA将发射碳观测卫星 追踪地球上的碳足迹

2020-03-03 00:24:12

    据美国媒体报道,为了提高预报地球气候变化的准确性,美国计划于2009年1月30日在加利福尼亚州范登堡空军基地发射碳探测卫星,该卫星将探测碳在什么地方被吸收以及它在大气中的含量。

    人们针对地球气候常展开激烈的争论,但是针对这一问题一直缺少关键的数据,即空气中究竟含有多少二氧化碳,二氧化碳在地球上又是如何循环。

    这个问题是美国宇航局准备在明年1月发射的碳探测卫星所要解决的中心任务。

    位于加利福尼亚州帕萨迪那的美国国家航空航天局(NASA)下属的喷气与推进实验室项目科学家米勒(Chip Miller)称,“我们要揭开人们从未认为存在的碳的所有模式以及它们的循环周期。这就像我们首次测量臭氧时一样。“我们要了解二氧化碳来源问题,看看大气中有多少二氧化碳被土地吸收,有多少被海洋吸收。”

    许多科学家认为二氧化碳是造成全球暖化的罪魁祸首。二氧化碳一旦被释放到空气中,几乎没有什么化学方法将它排除。它阻止了阳光的反射。地球上的植物、土壤和海洋可以重新吸收二氧化碳,但需要一段时间。米勒称,二氧化碳的平均寿命大约300年。然而,大气中有20%的二氧化碳可以存在一万年或更长时间。

    大约97%的二氧化碳来自自然界。每年大约有3,000亿公吨的二氧化碳来自动物的呼吸、腐烂的植物、森林大火、火山爆发和其他自然现象。 人类活动,诸如开车、烧煤、农耕、工业生产和其他活动所产生的二氧化碳占3%,每年约产生80亿公吨二氧化碳。这一数字听起来并不多,但人们普遍认为人类自身发展所做出的的各种努力为地球升温负主要责任。米勒说,“虽然人类活动所产生了小部分二氧化碳,但这似乎已经使碳天平倾斜了。”

    然而,现在缺少的是精确的测量,究竟有多少碳进入了大气,又有多少碳离开大气,要测出这些数据非常困难。到目前为止,碳数据来自全球100多个地面观测站、来自石油、煤和天然气销售报告的推断,这而些推断的基础是假设这些化石燃料被燃烧并在此过程中释放出二氧化碳。

    米勒表示:“当我们把所知的碳加起来,我们无法解释来自大气的20亿公吨二氧化碳,平衡碳预算是目前科学家们试图去做的重要事情之一。”负责碳探测卫星计划的科学家大卫-克里斯普称,“这完全是个重要的问题。过去我们放射到空气中的二氧化碳的另一半在哪?随着时间的流逝地球会继续吸收二氧化碳吗?

    测量二氧化碳并非易事。碳探测卫星将努力去完成这个任务,该卫星将使用三个高分辨率的光谱议去研究从地球上反射出去的太阳光,二氧化碳和氧分子各自的精确的光谱波长,通过探测这些波长的光谱可以得知二氧化碳和氧分子的存在。

    该碳探测卫星非常灵敏,能够分辨三公里范围内的碳区。目标是发现二氧化碳浓度小于百万分之一(1 ppm)的区域,通常二氧化碳的浓度水平为383 ppm。碳探测卫星计划助理拉尔夫-巴兹尔说:“我们的目标是按照区域规模找到大气中二氧化碳真实的去向”。米勒补充称:“以前从来没有在太空进行过这么精确的测量。我们是探险者,我们是第一批试图证明如何去探测碳的人”。

    碳探测卫星将在483英里高的地球轨道上绕地球飞行,该轨道与太阳同步,所以与地面上的时间一致,从世界各地的当地时间来看,该卫星总是在下午1点26分处于地平线以下,该卫星16天绕地球一周。多云时,该卫星不能对地面进行测量,但随着时间流逝,科学家们希望搜集到足够数据以辨别二氧化碳的来源地和吸收地。一旦到达某个位置,碳探测卫星将和其他五个地球监测太空飞行器一起工作,每天午后不久会通过赤道,组成了所谓的“A列车”或下午星座。

    这些信息将储存在太空船上,每天通过无线电将信息向阿拉斯加搜集站播放一次,然后中继到位于马里兰州格林贝特的美国宇航局戈达德太空飞行中心进行处理。美国宇航局喷气推进实验室将进行分析,其他的科学中心也参与了这个项目。米勒说,“我们能够创造新的甚至是更有趣的数据产品。”美国国家宇航局为碳探测卫星投入了2.7亿美元,该卫星使用轨道科学公司的金牛助推火箭发射,该卫星将运行两年。

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