以卫星技术“监控”二氧化碳的排量

经过10年的卫星观测,数据显示了二氧化碳气体数量的持续增加,国际社会采取了各种措施,力图减少温室气体的排放,却未能阻止地球大气层中二氧化碳气体上升的势头。卫星数据还显示,最近出现了甲烷气体的增加,这可能是人为因素引起的。在人为排放的温室气体中,二氧化碳和甲烷是两种最主要的气体,二氧化碳和甲烷对全球气候变暖起到了主要的作用。人类不适当的经济和社会活动造成了全球气候变暖,人类有责任消除损害地球家园的行为。

欧洲航天局(ESA)发射了环境卫星使命(ENVISAT),日本发射了温室气体观测卫星(GOSAT),从两颗卫星收集的资料来看,从2003年到2013年,二氧化碳气体每年大约上升了0、5%,在2003年之前,过去的10年,二氧化碳含量保持了多年的稳定,从2007年起,甲烷气体每年上升了0、3%至0、5%。二氧化碳气体上升的主要原因在于人类大量使用了矿物燃料,诸如:煤、油和天然气,化石燃料通过燃烧向大气排放了二氧化碳气体。甲烷气体上升的主要原因不十分明晰,人为排放和自然变化可能是其中的原因,沼泽地、或湿地环境和农作物的燃烧可能引起了甲烷气体的增加。

卫星数据显示了温室气体数量上升,揭示了其它的许多特征,比如:温室气体的地理分布,详细的气体地理分布和温室气体随时间进程的波动现象。二氧化碳气体随季节变化的波动现象最为明显,由于季节的变化,植物光合作用的强度随之改变。二氧化碳气体表现了“呼吸频率”的特征,在北半球中间纬度和高纬度地区,二氧化碳的“呼吸频率”最大,这和人们对生态环境的理论分析相一致,在中纬度和高纬度地区,大气层和植被之间的碳元素交换量特别大。森林植被吸收了碳元素,夏季的森林吸入了二氧化碳;而冬季的森林吐出了一部分二氧化碳气体。

德国不莱梅大学的迈克尔·布赫维茨博士在欧洲航天局(ESA)发起的一个气候变化研究项目中担任负责人,研究温室气体的项目被称之为GHG—CCI。目前的一些二氧化碳分析模型低估了二氧化碳排放的强度,为了正确反映二氧化碳气体的“呼吸节律”,不莱梅大学的科学团队开发了不同的分析模型。GHG—CCI研究项目的目标在于描绘二氧化碳和甲烷气体在全球的分布图形,两种主要的温室气体在世界各个地区的存量和变化量,只有掌握了两种气体在国家和地区的分布特征,才有可能改进目前的气候预报水平。

一些地区的甲烷含量特别高,然而,为了定量地分析甲烷的含量,科学团队构建了基础性的分析模型,考虑了大气移动的复杂因素,像风一样移动的大气对甲烷含量产生了影响。位于意大利伊斯普拉的欧盟委员会联合研究中心的科学家彼得·贝加马西解释说,卫星资料提供了全球范围甲烷气体排放的详细分布,稀少的地面探测不能达到卫星探测技术的全面性和精准性,然而,人们不应否定地面探测的科学价值,地面探测弥补了卫星探测的一些不足之处。

自然和人为的两种因素对大气含量产生了影响,彻底理解两种因素的影响对科学家形成了关键行的挑战,连续性的观测和分析成为了一种基础性的要求,为了满足连续性卫星观测的要求,日本发射了温室气体观测卫星GOSAT,正在计划发射GOSAT2,欧洲航天局发射了环境卫星使命ENVISAT,正在计划发射碳卫星CarbonSAT,NASA发射了使命卫星OCO—2。不莱梅大学的布赫维茨博士认为,现在需要协调卫星的数据收集和观测活动,以分析不同卫星的差异和样式,从中找到正确反应大气成分的数据和大气分布的形态。欧洲航天局计划召开有关生命行星的讨论会,航天局温室气体项目GHG—CC的科学家、其它气候变化项目小组和研究机构的人员将出席讨论会,他们将在研讨会上发布最近的观测和分析的成果。





(编译:2013-9-5)