全球最重要的二氧化碳监测站持续中断，对气候科学造成“严重打击”

在科学家们收集到的所有关于我们地球健康状况的证据中，没有比在夏威夷冒纳罗亚火山山顶一个偏僻的哨站收集的长期气候记录更重要的了。

这个记录在已有60多年的历史的冒纳罗亚天文台收集，通过绘制大气中二氧化碳的不断上升的图表，在我们理解气候变化方面发挥了至关重要的作用。但现在，喷发火山流出的熔岩切断了该站点的通道和电力，导致对气候健康的关键监测停止。

“这是一个令人难以置信的详细、信息丰富的记录，可以追溯到20世纪50年代，”斯克里普斯海洋研究所二氧化碳项目主任拉尔夫·基林说。“所以，如果你想知道从那时到现在碳循环和我们的地球系统发生了什么变化，你就需要那个记录。”

由于冒纳罗亚天文台（MLO）可能停运数周，专家们表示，我们对气候系统的理解可能会受到重大影响。“这无疑是一个严重的打击，”基林说，他负责该天文台的两个温室气体监测项目之一。

鉴于事态的严重性，负责运营该天文台的美国国家海洋和大气管理局正在努力寻找恢复监测的方法，甚至在熔岩停止流动之前，据基林介绍。（截至12月8日，根据美国地质调查局的说法，熔岩供应已放缓，但并未停止。据美国地质调查局称。）NOAA还在研究另一种可能性，即在MLO恢复运行之前，寻找一个合适的替代地点来获取大气二氧化碳样本。

这些努力仍处于早期阶段。而且，二氧化碳记录已经出现了一个日益扩大的缺口。此外，无论可能制定出何种临时解决方案，“它都无法达到该站点的全部监测范围，”基林说。“所以会有长期影响。”

皮特·坦斯（Pieter Tans），曾是NOAA全球监测实验室的高级科学家，现已退休，他指出，没有其他二氧化碳监测站拥有与冒纳罗亚相同的优势。“有许多地方正在进行观测，但MLO是全球领先的温室气体监测站，”他说。（注意：作为一名退休的NOAA科学家，坦斯在此表达的观点是他个人的，不一定反映该机构的观点。）

MLO运营为何如此关键

该天文台位于太平洋中部，海拔11135英尺，远离本地和区域性的二氧化碳源——例如工厂或高度城市化的地区——这使得它能够采集到混合程度很高的大气样本。（基林指出，冒纳罗亚火山本身产生的二氧化碳排放量并不构成重大问题，因为它们的排放量相对较小，而且可以通过灵活安排采样时间来避免风向错误的时段。）

坦斯说，所有这一切都为我们提供了相对未受干扰的、关于北半球温带地区二氧化碳状况的总体图景。

这条被称为“基林曲线”的记录，以拉尔夫的父亲查尔斯·大卫·基林（Charles David Keeling）的名字命名，他于1958年开始了这项工作，也是我们拥有的最长期的此类记录。

“冒纳罗亚记录以及在南极收集的类似记录，都深入探究了大气的大部分区域，”拉尔夫·基林说。“这有点像测量人体健康的一个重要指标，比如血压。二氧化碳记录是对地球健康状况的整体衡量。”

基林说，对于人体健康，“表面上一切看起来都很好，但实际上你可能血压很高。”而这长远来看将对你的健康构成威胁。

对于地球的健康，表面上一切看起来都相对正常，至少在一段时间内是这样。但就像一个容易患高血压的人摄入过多的钠一样，我们人类将大量的二氧化碳泵入了地球气候的循环系统。多年来，冒纳罗亚山的监测一直在显示其结果：大气中的二氧化碳逐年、逐十年地增长，威胁着地球的健康。

就像高血压可以在一个人身上悄无声息地潜伏多年，最终导致心脏病发作一样，二氧化碳也在悄无声息地威胁着整个地球，直到其影响——气温升高、冰盖融化、海平面上升、极端事件（如热浪、干旱、野火和洪灾）恶化——变得不可否认。

如果我们早些时候更认真地关注基林曲线对地球健康的衡量，也许我们就能避免其中一些影响。

持续监测我们地球生命支持系统的健康状况仍然至关重要——甚至比以往任何时候都更加重要。这就是为什么冒纳罗亚记录中日益扩大的缺口如此令人担忧。

不可弥补的缺口

皮特·坦斯观察到，这个不断扩大的缺口永远无法弥补。这可能对气候和碳循环科学产生重大影响。

我们常常倾向于认为二氧化碳和气候是一条单行道：人类将二氧化碳排放到大气中，这会导致气候变化。但实际上它是一条双行道：植物和土壤可以通过吸收大气中的二氧化碳来帮助抵消人类无休止的排放。

我们可以将其作为缓解气候变化的多方面战略的一部分。但气候变化带来的压力会削弱植物和土壤提供这项宝贵服务的能力。因此，如果我们想知道未来能在多大程度上依赖它们，科学家就需要关于生物圈和大气之间碳流动的详细信息，以及它如何因气候变化而改变。

为了让科学家们了解当出现异常气候事件，如严重、广泛的干旱时，这个复杂的过程是如何发展的，他们需要关于大气中正在发生的情况的连续、准确的记录。随着冒纳罗亚监测的暂停，科学家将更难分辨二氧化碳如何影响这些事件，反之亦然。

用坦斯的话说，冒纳罗亚记录中的缺口“可能会增加我们能够追踪二氧化碳与干旱、降水和其他气候异常在季节和年度尺度上之间关系的确定性。”

更具体地说，坦斯指出，科学家可以检查像严重干旱这样的气候异常如何影响植物与大气之间在非常小的区域——大约一公里范围内——的二氧化碳交换。在如此小的尺度上工作，更容易详细地了解情况。但顾名思义，这些数据是非常局部的。它们本身无法告诉你在更大范围内的发生情况。

为了达到那个更广泛的尺度，科学家可以分析来自多个站点的数据，并结合模型进行预测，以预测干旱如何影响大气中的二氧化碳，反之亦然。“但最终，我们在MLO的测量结果是对所有这些预测的总和的最终决定，”坦斯说。

换句话说，MLO对二氧化碳的采样代表了北半球温带和北方寒带地区整体情况的一个良好平均值。这对试图对受气候影响严重的地区的大气与植物和土壤之间的二氧化碳“拉锯战”进行最终判断的科学家至关重要。

因此，让MLO天文台重新上线至关重要。在熔岩停止流过进出道路和电力线之前，可能无法完全恢复运作。即使到那时，工作人员也必须等待熔岩冷却下来，这可能需要数周时间。

回顾过去可以为这次的可能情况提供一些思路。上一次喷发发生在1984年，同样暂停了MLO的运行，持续了大约三周。但据基林介绍，在那种情况下，进出道路没有受到影响。这使得情况不那么困难。

1855年的冒纳罗亚火山喷发发生在一个类似的位置，熔岩流向大致相同的方向。那次喷发持续了六个月。

与此次类似的长暂停的预期，使得建立临时解决方案的努力变得更加关键。

目前，根据美国地质调查局的说法，在当前活跃的裂缝下方仍有地震活动。地面仍在颤抖，因为岩浆仍在向上涌入。何时停止，无人知晓。

注意：本报道的早期版本错误地识别了皮特·坦斯以及NOAA的全球监测实验室。我已在文中修正了这些错误。