在一年當中，地球上空的 CO2 濃度變化透漏什麼訊息？
NASA 的 2 號軌道碳觀測站（Orbiting Carbon Observatory 2，OCO-2) 提供最完整的數據集追蹤大氣二氧化碳 (CO2) 的濃度，這是氣候變化的主要動力。每天，OCO-2 測量地球表面反射的陽光，以推斷乾空氣柱（dry-air column ）平均 CO2 混合比，並提供約 100,000 次無雲觀測。儘管有這些進展，OCO-2 資料仍有許多缺口，例如：沒有陽光照射的地方，或是雲層或氣溶膠太厚而無法擷取 CO2 資料的地方。為了填補缺口，並為科學與應用使用者提供空間上完整的產品，OCO-2 資料被同化至 NASA 的戈達德地球觀測系統 (GEOS)，這是一個複雜的建模與資料同化系統，用於研究地球的天氣與氣候。GEOS 也會參考衛星觀測到的夜間光線和植被綠度，以及每小時收集到的約 100 萬個天氣觀測資料。即使沒有直接的 OCO-2 觀測，這些資料也能幫助科學家推斷 CO2 混合比，並提供更多關於衛星無法看到的 CO2 捲流高度的資訊。OCO-2 和 GEOS 共同創造了一幅最完整的 CO2 圖畫。
本頁面的可視化圖片以三維方式顯示大氣層，並強調二氧化碳在一年中的累積情況。每年，全球的植被和海洋吸收了約一半的人類二氧化碳排放量，提供了極為寶貴的服務，減緩了溫室氣體在大氣中的累積速度。然而，科學家自 1950 年代以來在地面站追蹤發現，地球每年仍有約 2.5 ppm 的二氧化碳存留在大氣中，濃度穩步上升。
體積可視化（volumetric visualization）從 2020 年 6 月開始，顯示模型的所有全球 CO2 值。模型的所有 3d 單元都是不透明的，顯示出一塊實心的數據磚。在 2020 年 6 月期間，較高的 CO2 值凝聚在赤道帶附近。到了 2020 年 7 月中旬，可視化降低了大氣中 385 ppm 至 405 ppm 之間較低 CO2 值的不透明度，使其變得透明。這些較低值往往位於大氣層的較高位置。如此一來，離地面較近的較高二氧化碳濃度就會被突顯出來，揭示出全球範圍內高二氧化碳濃度的季節性移動。在六月至九月期間（北半球的夏季），全球的 CO2 濃度往往最低，因為北半球的植物會透過光合作用積極吸收大氣中的 CO2。在北半球的秋季和冬季，由於呼吸作用，大部分的 CO2 會重新釋放到大氣中，因此可以看到 CO2 的累積。到了 2021 年 6 月和 7 月，植物會再次從大氣中吸取二氧化碳，但濃度仍明顯較高，與前一年幾乎透明的顏色形成對比。
二氧化碳的每日的變化在地球上最大的森林中顯得很明顯，例如：南美洲的亞馬遜雨林和非洲中部的剛果雨林。這些雨林的快速脈動是由於晝夜循環所造成的；植物在白天太陽出來時透過光合作用吸收二氧化碳，然後在晚上停止吸收二氧化碳。除了強調大氣中二氧化碳的累積之外，這張可視化圖片還顯示了全球溫室氣體問題是如何相互關聯的。NASA 觀測與模型的獨特結合，在協助科學家追蹤二氧化碳增加的情況，以更好地瞭解其對氣候的影響方面，扮演了關鍵的角色。
內容出處: NASA SVS | Global Carbon Dioxide 2020-2021 for Hyperwalls