一项最新研究显示，中西部地区的严重洪灾导致该地区农作物生长季节推迟，导致2019年6~7月净碳吸收量减少1亿吨。作为参考，2018年加州的大规模野火向大气释放了约1240万公吨的碳。研究报告的作者说，尽管洪水造成的部分赤字在生长季后期得到了补偿，但综合效应很可能导致作物生产率相对于2018年下降了15%。创纪录的降雨在2019年春夏两季席卷中西部。国家海洋和大气管理局连续三个月（4月、5月和6月）报告说，12个月的降水量测量达到了历史最高值。由此引发的洪水不仅破坏了房屋和基础设施，还影响了农业生产力，推迟了玉米带大部分地区的农作物种植，玉米带从西部的堪萨斯州和内布拉斯加州一直延伸到东部的俄亥俄州。
为了评估推迟的生长季节对环境的影响，加州理工学院和美国宇航局喷气推进实验室的科学家们将研究对象转向了卫星数据。当植物通过光合作用将二氧化碳和太阳光转化为氧气和能量时，它们吸收的少量阳光会以非常微弱的辉光形式释放出来。这种被称为太阳诱导的荧光（或SIF）的光线太暗，导致我们肉眼看不见，但可以通过卫星分光光度法进行测量。加州理工学院与喷气推进实验室的研究小组利用欧洲航天局卫星仪器的测量数据对SIF进行了量化，以前所未有的细节跟踪作物的生长。他们发现，2019年作物生长的季节周期推迟了约两周，最大季节光合作用减少了约15%。据估计，季节生长发育迟缓导致2019年6~7月期间约1亿吨植物的碳吸收量减少。
加州理工学院环境科学与工程教授Christian Frankenberg说：“SIF是迄今为止从太空观测到最精确的光合作用信号。”由于植物在光合作用过程中吸收二氧化碳，所以研究者想看看SIF能否跟踪2019年洪灾期间作物碳吸收的减少。为了找到答案，研究小组分析了美国宇航局轨道碳观测站2号卫星以及美国宇航局大气碳运输项目飞机的大气二氧化碳测量数据。研究发现，当这两个量通过大气传输模型联系起来时，基于SIF的减少吸收量的估计值与大气中二氧化碳的升高值是一致的。这表明，我们能够从太空近实时监测生态系统及其对大气二氧化碳的影响。这些新的工具允许全球感知生物圈对二氧化碳的吸收。
相关论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019AV000140
（郭亚茹 编译，於维樱 审校）
