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编者注（2009年2月24日）：轨道碳观测站今天早上未能进入轨道，坠入南极洲附近的北大西洋。请阅读我们的相关报道。
人类活动——从燃煤发电厂到汽车尾气——每年向大气中排放近 300 亿公吨的二氧化碳。我们知道，大约 150 亿公吨的二氧化碳会在大气中停留一个世纪或更长时间。其余部分有一部分最终进入海洋——酸化海水，使珊瑚难以生存——另一部分似乎正在帮助热带树木长得更粗壮。然而，我们不知道人类排放的剩余二氧化碳都消失在哪里了。
这正是明天即将发射的新卫星“轨道碳观测站”（OCO）旨在探明的。“随着 OCO 的发射，科学家们将能够研究从地球表面到大气层顶端的二氧化碳浓度，”NASA 的 OCO 科学项目主管 Eric Ianson 说。“它的高分辨率测量将更完整地描绘出当地和区域范围内人类和自然产生的二氧化碳源。”
人类一直在通过燃烧化石燃料不断增加大气中的二氧化碳总量——工业革命前，大气中的二氧化碳浓度约为百万分之 280 (ppm)。现在，二氧化碳在大气中约占百万分之 386，并且正在迅速上升。“平均而言，每年大气中会增加约 40 亿公吨的碳，”密歇根大学安娜堡分校的 OCO 团队科学家 Anna Michalak 说。“碳的增加正在加剧气候变化。”
目前，二氧化碳主要通过一系列地面观测站进行监测，其中最著名的是夏威夷的莫纳罗亚天文台——自 1958 年以来一直在测量大气中的二氧化碳水平。但是，即使将所有 100 个地面站（加上高空飞行的飞机）加在一起，也无法与 OCO 一次 16 天轨道运行所提供的信息相提并论。
这项耗资 2.78 亿美元的项目将采用三台光谱仪来分析地球反射的光。卫星制造商 Orbital Sciences Corp. 的科学和技术项目副总裁 Mike Miller 表示，结合关于卫星位置的精确数据——使用与手机相同的全球定位系统，OCO 将能够根据红外光的吸收量来确定大气层中二氧化碳分子的数量。
“没有其他分子的动力学与二氧化碳的运动相同。它们就像分子指纹，”位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的 NASA 喷气推进实验室 (JPL) 的 OCO 副首席研究员 Charles Miller 说。“通过非常精确地测量二氧化碳吸收的光量变化，我们可以非常精确地测量大气中二氧化碳分子的数量。”
这将使科学家能够确定地球的哪些部分负责排放二氧化碳——燃煤发电厂、高速公路，以及正在腐烂的森林——或吸收二氧化碳。“我们将获得更多关于二氧化碳在哪里的信息，并由此推断出二氧化碳的来源地和汇聚地，”JPL 的 OCO 首席研究员 David Crisp 说。
为了进行分析，该卫星将在 438 英里（705 公里）的高度轨道上运行，速度约为每秒 4.3 英里（7 公里）。它将从极地轨道每秒进行三次测量，这使其能够在地球自转时从一个极点到另一个极点环绕地球，从而覆盖全球。NASA 预计该卫星每 16 天将进行约 800 万次此类测量，这将产生大量的二氧化碳数据，供研究人员在未来至少两年内进行研究。
金牛座 XL 火箭将携带这颗近半吨重的卫星到达其轨道的大部分路程，计划于 2 月 24 日美国东部时间凌晨 4 点 51 分发射升空。进入轨道后，它将成为 NASA 卫星“A-Train”的一部分，并将有助于补充日本温室气体观测卫星（GOSAT，或日本人称之为“Ibuki”）收集的数据，该卫星使用干涉仪测量二氧化碳和甲烷（另一种强效温室气体）的水平。JPL 的 OCO 副项目经理 Ralph Basilio 表示，在接下来的几个月里，科学家们将进行仪器检查和数据验证——以及将 OCO 提升到其运行轨道——之后，数据将于秋季开始传输。
通过识别地球上吸收二氧化碳的部分，科学家们希望能够预测它们未来可能如何变化。毕竟，如果海洋和森林吸收达到饱和——正如南大洋似乎正在发生的情况——未来大气中的二氧化碳浓度可能会比预期上升得更快。“我们需要了解为什么植物和海洋吸收了如此多的碳，以及这种情况未来将如何变化，”Michalak 补充说。“能够预测未来事物将如何变化非常重要。”