从太空，卫星可以看到地球的呼吸。美国宇航局的一项新的可视化研究显示，从1997年9月到2017年9月，对陆地和海洋表面的植物生命进行了20年的连续观察。在陆地上，植被呈现棕色(低植被)到深绿色(大量植被);在海洋表面，浮游植物以紫色(低)到黄色(高)的比例显示。这一可视化是由卫星(包括SeaWiFS)和仪器(包括NASA/NOAA可见光红外成像辐射计套件和中分辨率成像光谱仪)提供的数据创建的。

美国国家航空航天局(NASA)一位科学家的最后一篇科学论文在他死后于本月发表，它揭示了对地球气候最复杂挑战之一的新见解:理解和预测未来大气中温室气体的水平，以及海洋和陆地在确定这些水平方面的作用。

本文包含一个重要的信息:卫星正在真正的改善从太空准确测量温室气体,但在未来一个更复杂的系统的观察将必要的理解和预测地球的气候变化的社会所需的精度。

这篇论文关注的是:地球的生物圈及其与地球气候的相互作用。在20世纪80年代，塞勒斯帮助开创了计算机模拟地球植被的先河。在这篇新论文中和合著者们研究了“碳循环-气候反馈”(即自然系统对人类排放造成的气候变化的潜在反应)，并提出了如何从太空中最有效地衡量这种反应的设想。

陆地、海洋和空气之间的碳交换在决定大气中温室气体的数量方面起着巨大的作用，这将在很大程度上决定地球未来的气候。但是，游戏中有复杂的交互作用。虽然温室气体的人为排放在大气中不断增加，但陆地生态系统和海洋仍然抵消了大约50%的排放。随着气候变暖，科学家们不确定森林和海洋是否会继续吸收大约一半的碳排放——就像碳汇一样——或者如果这种抵消减少了，或者碳汇变成了碳源。

论文合著者、喷气推进实验室的科学家、塞勒斯的长期科学合作者大卫·希梅尔(David Schimel)说，论文记录了他、塞勒斯和其他合著者如何将这个科学问题视为NASA地球科学的关键研究目标之一。

“我们都认为理解碳循环反馈的未来是气候变化科学的一大挑战，”Schimel说。

研究报告的合著者、俄克拉荷马州大学的Berrien Moore III说，近几十年来，科学家对地球生命系统如何与大气中不断上升的温室气体相互作用的理解发生了巨大变化。自20世纪80年代以来，摩尔一直是塞勒斯和西梅尔的科学合作者。他说，当时，科学家们认为海洋吸收了每年约一半的碳排放，而陆地上的植物只起到了很小的作用。科学家们现在了解到，海洋和陆地共同吸收了大约一半的排放，而地球系统的作用受到诸如厄尔尼诺和拉尼娜等大规模天气模式的严重影响。摩尔还是美国国家航空航天局(NASA)一项名为“地球碳”(GeoCarb)的任务的首席研究员。该任务将于2022年发射，从地球静止轨道监测西半球大部分地区的温室气体。

美国国家航空航天局(NASA)于2014年发射了绕轨道运行的“碳观测-2”(OCO-2)，随着测量和计算机建模技术的进步，科学家们对碳在陆地、海洋和大气中的运动方式有了更好的理解。这篇新论文以之前的研究为基础，重点关注2015年一系列奇怪的事件。在那一年里，人类二氧化碳排放量几十年来首次趋于平稳，但与此同时，大气中二氧化碳浓度的增长率却大幅上升。

这进一步证明了科学家多年来一直在研究的东西——包括天气、干旱、火灾等因素的复杂组合导致了大气中的温室气体水平。

然而，随着新的OCO-2观测和基于太空的植物荧光测量(本质上是一种光合作用的测量)的结合，研究人员已经开始对2015年全球碳的吸收和释放做出更准确的估计。

这份报告是在2015年由卖方Schimel和Moore领导的碳循环研讨会上发表的。席梅尔和摩尔都指出，参加研讨会的40多名参与者中，每一个人都参与了会议的最终科学报告——这是罕见的事情。他们将这部分归功于塞勒斯在激发思考和行动中所扮演的鼓舞人心的角色。

“如果房间里有像皮尔斯这样的人，就会产生磁场效应，”摩尔说。“皮尔斯把肩膀靠在方向盘上，所以每个人都得把肩膀靠在方向盘上。”

Schimel和Moore说，工作间的论文为未来的太空观测系统提供了一个设想，以测量、理解和预测碳循环反馈:主动和被动的仪器，以及在地球和地球静止轨道上运行的卫星。在未来的几年里，NASA和欧洲、日本和中国的航天机构都将启动新的温室气体监测任务。

“皮尔斯认为把它弄对是绝对必要的，”Schimel说，“而且对于大多数人来说，第一次就把它做好是至关重要的。”