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編者注（2009年2月24日）：軌道碳觀測站今天早上未能進入軌道，墜入南極洲附近的北大西洋。請閱讀我們的相關報道。
人類活動——從燃煤發電廠到汽車尾氣——每年向大氣中排放近 300 億公噸的二氧化碳。我們知道，大約 150 億公噸的二氧化碳會在大氣中停留一個世紀或更長時間。其餘部分有一部分最終進入海洋——酸化海水，使珊瑚難以生存——另一部分似乎正在幫助熱帶樹木長得更粗壯。然而，我們不知道人類排放的剩餘二氧化碳都消失在哪裡了。
這正是明天即將發射的新衛星“軌道碳觀測站”（OCO）旨在探明的。“隨著 OCO 的發射，科學家們將能夠研究從地球表面到大氣層頂端的二氧化碳濃度，”NASA 的 OCO 科學專案主管 Eric Ianson 說。“它的高解析度測量將更完整地描繪出當地和區域範圍內人類和自然產生的二氧化碳源。”
人類一直在透過燃燒化石燃料不斷增加大氣中的二氧化碳總量——工業革命前，大氣中的二氧化碳濃度約為百萬分之 280 (ppm)。現在，二氧化碳在大氣中約佔百萬分之 386，並且正在迅速上升。“平均而言，每年大氣中會增加約 40 億公噸的碳，”密歇根大學安娜堡分校的 OCO 團隊科學家 Anna Michalak 說。“碳的增加正在加劇氣候變化。”
目前，二氧化碳主要透過一系列地面觀測站進行監測，其中最著名的是夏威夷的莫納羅亞天文臺——自 1958 年以來一直在測量大氣中的二氧化碳水平。但是，即使將所有 100 個地面站（加上高空飛行的飛機）加在一起，也無法與 OCO 一次 16 天軌道執行所提供的資訊相提並論。
這項耗資 2.78 億美元的專案將採用三臺光譜儀來分析地球反射的光。衛星製造商 Orbital Sciences Corp. 的科學和技術專案副總裁 Mike Miller 表示，結合關於衛星位置的精確資料——使用與手機相同的全球定位系統，OCO 將能夠根據紅外光的吸收量來確定大氣層中二氧化碳分子的數量。
“沒有其他分子的動力學與二氧化碳的運動相同。它們就像分子指紋，”位於加利福尼亞州帕薩迪納市的 NASA 噴氣推進實驗室 (JPL) 的 OCO 副首席研究員 Charles Miller 說。“透過非常精確地測量二氧化碳吸收的光量變化，我們可以非常精確地測量大氣中二氧化碳分子的數量。”
這將使科學家能夠確定地球的哪些部分負責排放二氧化碳——燃煤發電廠、高速公路，以及正在腐爛的森林——或吸收二氧化碳。“我們將獲得更多關於二氧化碳在哪裡的資訊，並由此推斷出二氧化碳的來源地和匯聚地，”JPL 的 OCO 首席研究員 David Crisp 說。
為了進行分析，該衛星將在 438 英里（705 公里）的高度軌道上執行，速度約為每秒 4.3 英里（7 公里）。它將從極地軌道每秒進行三次測量，這使其能夠在地球自轉時從一個極點到另一個極點環繞地球，從而覆蓋全球。NASA 預計該衛星每 16 天將進行約 800 萬次此類測量，這將產生大量的二氧化碳資料，供研究人員在未來至少兩年內進行研究。
金牛座 XL 火箭將攜帶這顆近半噸重的衛星到達其軌道的大部分路程，計劃於 2 月 24 日美國東部時間凌晨 4 點 51 分發射升空。進入軌道後，它將成為 NASA 衛星“A-Train”的一部分，並將有助於補充日本溫室氣體觀測衛星（GOSAT，或日本人稱之為“Ibuki”）收集的資料，該衛星使用干涉儀測量二氧化碳和甲烷（另一種強效溫室氣體）的水平。JPL 的 OCO 副專案經理 Ralph Basilio 表示，在接下來的幾個月裡，科學家們將進行儀器檢查和資料驗證——以及將 OCO 提升到其執行軌道——之後，資料將於秋季開始傳輸。
透過識別地球上吸收二氧化碳的部分，科學家們希望能夠預測它們未來可能如何變化。畢竟，如果海洋和森林吸收達到飽和——正如南大洋似乎正在發生的情況——未來大氣中的二氧化碳濃度可能會比預期上升得更快。“我們需要了解為什麼植物和海洋吸收了如此多的碳，以及這種情況未來將如何變化，”Michalak 補充說。“能夠預測未來事物將如何變化非常重要。”