對於發電廠煙囪或汽車排氣管每排放一噸二氧化碳，其中一部分將留在地球大氣層中，導致全球氣溫升高，而其餘部分則被海洋或陸地生態系統吸收。
但是，海洋或生物圈的哪些部分充當二氧化碳 (CO2)的淨來源，哪些部分吸收的二氧化碳多於排放到大氣中的二氧化碳，一直是一個懸而未決的問題。弄清楚這一點，以及瞭解控制這種相互作用的機制以及它們可能如何隨著氣候變化而變化，一直是一個懸而未決的問題，也是理解全球變暖將如何發展的關鍵。
2014 年發射的軌道碳觀測衛星 2 號旨在開始拼湊一些答案，透過以前所未有的精度和在大範圍內監測大氣中二氧化碳的來龍去脈。[氣候變化的現實：10 個被揭穿的謠言]
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到目前為止，該任務已經完成了這一點，並在過程中發現了一些驚喜。該任務恰好與有記錄以來最強烈的厄爾尼諾現象（一種影響全球天氣的海洋和大氣迴圈）之一同時發生，使科學家能夠了解碳迴圈如何響應，並準確查明進入大氣層的創紀錄二氧化碳脈衝的來源。衛星的儀器還意外地證明能夠區分城市甚至火山羽流相對較小的二氧化碳特徵。
“我們對這些結果非常非常滿意，”NASA 噴氣推進實驗室的副專案科學家安瑪麗·埃爾德林告訴《生命科學》雜誌。
但發表在 10 月 13 日出版的《科學》雜誌上的一系列五篇論文中描述的這些發現，僅僅是在更好地掌握碳迴圈（碳如何在陸地和海洋生態系統以及大氣中流動）方面邁出的第一步，因為 OCO-2 正走向預期的延長任務，並且其他基於太空的專案計劃緊隨其後。
運氣和驚喜
二氧化碳透過一系列相互競爭的過程新增到大氣中並從大氣中移除。例如，在陸地上，植物的光合作用吸收二氧化碳，而植物物質的腐爛和野火將其釋放回大氣中。[這就是二氧化碳如何使地球變暖的]
科學家們知道厄爾尼諾現象是導致地球大氣中二氧化碳積累的另一個因素，並且從 1997-1998 年的主要厄爾尼諾現象中，他們對原因有了一些懷疑。其中一個原因是，厄爾尼諾現象往往會導致熱帶地區乾旱，從而導致光合作用減少和二氧化碳吸收減少。
專案科學家在 2014 年 7 月 2 日衛星發射升空時無法知道的是，它將完美地定位來觀察有記錄以來最強烈的厄爾尼諾現象之一如何影響碳迴圈。
哥倫比亞大學拉蒙特-多赫蒂地球觀測站的碳迴圈科學家加倫·麥金利說：“有時你真的很幸運。”
這些影響在 2015-2016 年的事件中得到了證實，根據美國國家海洋和大氣管理局的資料，該事件導致全球二氧化碳濃度出現了有記錄以來最大的年度同比增長。但 OCO-2 揭示，正如科學中經常出現的情況一樣，情況比之前想象的要複雜得多。[二氧化碳衛星：NASA 軌道碳觀測衛星 2 號任務照片]
衛星的觀測讓專案科學家能夠拼湊出碳迴圈響應事件的順序，因為厄爾尼諾現象逐漸增強，然後達到頂峰。他們看到，最初，由於底層海洋結構的變化，導致海水釋放的二氧化碳減少，熱帶太平洋上空的二氧化碳水平略有下降。但是，這種輕微的下降很快就被陸地生物量的更大響應所取代，因為乾旱、高溫和野火造成了損失，導致二氧化碳吸收減少，釋放增加。[歷史上十大最致命的自然災害]
美國宇航局戈達德太空飛行中心的大學空間研究協會科學家阿布舍克·查特吉說，海洋訊號“對我們來說確實是一個很大的驚喜”。他說，這種反應之前已經被推斷出來，“但我們從未能用 OCO-2 觀測到如此程度”。
該團隊能夠透過使用 OCO-2 檢測光合作用特徵的能力進一步進行分析，光合作用是陸地植物生產力的標誌。資料共同表明，雖然東南亞、南美洲和非洲的熱帶地區都向大氣中添加了大致相同數量的二氧化碳，但它們的原因各不相同。在東南亞，厄爾尼諾現象帶來的炎熱乾燥條件使該地區更容易發生火災，從而向大氣中釋放二氧化碳。在南美洲，乾旱條件抑制了植物的生產力，這意味著生物圈吸收的二氧化碳減少，因此該地區成為二氧化碳的淨來源。在非洲，雖然降雨量接近正常水平，但異常高溫增加了植物的呼吸作用，從而導致更多的二氧化碳排放。
更多工作要做
OCO-2 感測器在識別更小的二氧化碳特徵方面也出奇地好，例如萬那杜亞蘇爾火山的羽流，以及洛杉磯相對較高的二氧化碳水平與周圍郊區和農村地區之間的對比。[從太空俯瞰地球：101 張來自軌道的壯麗影像]
衛星還可以看到城市核心區和農村地區之間的差異在夏季如何縮小，因為該地區的植物吸收了一些多餘的二氧化碳。
衛星精確定位這些特徵的能力對廣泛的應用具有重要意義，包括監測排放，以確保城市和國家遵守其減少二氧化碳的承諾。NASA JPL 的弗洛裡安·施萬德納也表示，衛星二氧化碳測量還可以提供火山爆發的早期預警，因為火山爆發前二氧化碳排放會增加。
副專案科學家埃爾德林說，OCO-2 已經完成了最初的兩年計劃任務，預計一旦 NASA 官員批准，將開始為期三年的延長任務。
科學家們還希望其他兩個計劃中的任務能夠按計劃進行，以在 OCO-2 的工作基礎上再接再厲。其中一項名為 OCO-3 的任務將使用 OCO-2 的剩餘備件，並將安裝在國際空間站上，使科學家能夠指向感興趣的特徵。特朗普政府已計劃削減該任務，但尚不清楚國會是否會同意該計劃。
另一項名為地球靜止碳迴圈觀測衛星的任務將能夠測量美國等連續區域的二氧化碳，這是 OCO-2 無法做到的。
麥金利說：“這是一項非常令人興奮的科學，[但] 還有很多工作要做。”
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