美国宇航局最新的碳观测仪器将在国际空间站展开测量。图片来源：NASA/ISS
来源：中国科学报
本报讯 大气科学家即将对地球上排放或储存碳的地方进行迄今为止最详细的观测。如果一切顺利，美国宇航局（NASA）将于 4 月 30 日向国际空间站发射最新的碳监测仪器。
斥资 1.1 亿美元的轨道碳天文台 3 号（OCO-3）将被安装在空间站外部。该探测器将用来监测地球上不容易被碳测量卫星探测到的区域，从而比它的前任在更大的区域以更高的高分辨率收集数据。研究人员希望，为期 3 年的 OCO-3 任务所获得的数据将能够增进他们对地球碳循环的了解，同时完善对气候变化的预测及改善二氧化碳测量。
加利福尼亚州帕萨迪纳市 NASA 下属喷气推进实验室（JPL）环境工程师、OCO-3 项目科学家 Annmarie Eldering 表示，即将到来的发射多少让研究人员感到一丝紧张和兴奋。NASA 于 2009 年发射的一颗碳监测卫星在进入预定轨道前坠入南极洲附近的海洋。该机构后于 2014 年发射了一颗替代前者的极地轨道 OCO-2 卫星。
为气候变化研究项目提供资金的华盛顿哥伦比亚特区地球研究联盟太空政策分析师 Lori Garver 表示，从那以后，OCO-2 卫星与日本和中国的碳探测卫星一起，提供了有关地球碳源和碳汇的空前数量的数据。
Eldering 表示，目前来自碳观测任务的数据是有价值的，但尚不足以精确重建这种物质在地球上的所有循环方式。此前的研究表明，人类排放的碳平均有 50% 停留在大气中。而地球上的海洋和植物储存了其余的碳，但科学家对这些碳“汇”的确切位置以及气候变化如何影响其储存碳的能力却知之甚少。
密歇根大学安娜堡分校气候科学家 Gretchen Keppel-Aleks 指出，来自 OCO-2 和 OCO-3 的观测结果将有助于研究人员追踪二氧化碳。她说：“这将使我们能够改进气候模型，以便更好地预测今后 50 年中生态系统和海洋是否会继续为我们解决一半的二氧化碳问题。”
OCO-3 之所以能够开展细致观测主要在于仪器的灵活性。新的探测器将测量地球反射的太阳光强度，进而估算出位于地表附近大气中的二氧化碳含量。特别需要指出的是，通过使用一组镜子，科学家能够快速将 OCO-3 的传感器定位到其视野中的任何位置。与此相比，将 OCO-2 对准地球上的一个特定地点则需要旋转整个航天器。
OCO-3 的观测区域覆盖了大约 6400 平方公里，其面积是 OCO-2 视野的 16 倍。“这非常令人兴奋。”JPL 生态学家 Nicholas Parazoo 说，因为研究人员之前还不能同时在高分辨率下观察这么大的区域。
与其他碳观测卫星相比，NASA 最新的这架碳探测器将在一天中的不同时间监测地球上的不同区域。Keppel-Aleks 表示，这将为研究人员提供重要的碳储存区域（比如亚马逊地区和刚果盆地）的数据——当包括 OCO-2 在内的其他卫星飞越这些区域时，其上空通常会被云层遮蔽。
Parazoo 表示，结合其温室气体数据，OCO-3 还将测量植物吸收了多少碳，这将帮助科学家比之前更近距离地监测储存了大量碳的区域。
这些“数据可以让人们真正理解即将发生的事情”，Garver 说，“并及时做出反应。”
据悉，NASA 计划共发射 6 颗类似的地球监测卫星，这种卫星每 99 分钟绕地球运行一周，6 颗卫星可实现对地球的全面同步观测。OCO-3 是这一系列卫星的第二颗。（赵熙熙）