Каждые сутки пара космических аппаратов NASA под названиями OCO-2 и OCO-3 фиксирует больше миллиона точек наблюдения. Приборы следят за солнечным светом, который отражается от поверхности нашей планеты. Специальные алгоритмы анализируют физические особенности прохождения лучей сквозь воздушную оболочку Земли и переводят полученную первичную информацию в понятные показатели концентрации углекислого газа.

Эти измерения из космоса уже больше десяти лет помогают ученым закрывать пробелы в понимании того, как устроен глобальный углеродный цикл. Речь идет о процессах перемещения углерода между самыми разными природными резервуарами. Наблюдения охватывают как отдельные крупные города, так и всю планету целиком. Недавно исследователи во главе с Тейлором завершили масштабное обновление программного обеспечения и алгоритмов обработки. Это позволило собрать и систематизировать свежий массив данных о концентрации углекислого газа в атмосфере, который охватывает период с сентября 2014 года по сегодняшний день. Итоги научной работы опубликованы в профильном издании Earth and Space Science.

Космический дуэт на страже климата

Первый аппарат этой серии, OCO-2, отправился на орбиту в качестве самостоятельного спутника в 2014 году. Вторая установка, OCO-3, заработала на борту МКС в 2019 году. Объединив усилия, приборы обеспечили беспрецедентный охват земного шара. Благодаря такому обзору ученые сделали массу открытий о том, как углеродный цикл реагирует на природные катаклизмы, масштабные лесные пожары, засушливые периоды и климатический феномен Эль-Ниньо.

Обновленный алгоритм приносит с собой целый ряд технических улучшений. Авторы пересмотрели методы калибровки аппаратуры и изменили способ учета внешних факторов. Теперь система точнее справляется с помехами от облаков и аэрозолей, а также иначе рассчитывает отражение солнечных лучей от водной глади океанов.

Точность измерений и проверка земными приборами

После применения обновленной программы исследователи провели большую работу по проверке точности. Они сравнили полученные ряды данных с показателями наземной сети станций, которые собирают информацию о CO2 с высочайшей точностью. Выяснилось, что новый вариант архива за период с 2014 по 2026 год намного лучше совпадает с наземными замерами, чем предыдущие версии программного обеспечения.

Кроме того, ученые сопоставили между собой показания самих космических аппаратов. OCO-2 и OCO-3 демонстрируют отличную сходимость результатов, хотя наблюдают за планетой с совершенно разных орбит, под разными углами и в разное время суток. Это перекрестное сравнение подтверждает надежность собранной информации.

Главным достижением нового алгоритма стала возможность отслеживать скорость накопления углекислого газа в атмосфере не по годам, а по месяцам. Такой уровень детализации позволяет следить в режиме реального времени за тем, как экстремальные погодные явления и климатические аномалии влияют на цикл углерода.

Обновленная база данных за десятилетний период уже выложена в открытый доступ. Любые исследовательские группы могут использовать ее для научных изысканий, а также для оценки эффективности принимаемых климатических мер на государственном и международном уровнях.