CO2, ruchomy komponent cyklu węglowego Obserwacje satelitarne przestrzennego rozkładu, a także zmienności w czasie źródeł i upustów węgla, mogą wypełnić lukę w programach rozsianego i nierównomiernego rozkładu globalnego pobierania próbek powietrza. Zmiana klimatu i środowisko © Shutterstock Wprawdzie nie ma dotąd oprzyrządowania opracowanego specyficznie do monitorowania stężeń dwutlenku węgla, to jednak na pokładach satelitów meteorologicznych Krajowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej (National Oceanic and Atmospheric Administration – NOAA) znajdują się sondy na podczerwień o wysokiej rozdzielczości. Poza ich zasadniczą misją pomiaru globalnych pól pomiaru temperatury oraz wilgotności atmosfery, satelity te umożliwiają uzyskiwanie obserwacji zmian stężeń atmosferycznych głównych gazów cieplarnianych. Zapisy wartości dwutlenku węgla (CO2), które pochodzą zasadniczo ze średnich i wyższych warstw troposfery, są niewyraźne i nie mogą być w łatwy sposób interpretowane przy badaniu globalnych pól stężeń CO2. W metodzie opracowanej przez partnerów projektu COCO w instytucie Centre National de la Recherche Scientifique, możliwe jest uzyskiwanie tych ważnych właściwości rozkładu CO2 i jego ewolucji w czasie. Odpowiednio wyposażone samoloty komercyjne mogą realizować lokalne zsynchronizowane obserwacje nie tylko fazy zmian okresowych, lecz także ich amplitudy i ewolucji wzdłuż szerokości geograficznej. Ponadto, występuje roczny trend, odpowiadający znanemu wzrostowi stężenia CO2 w wyniku działalności ludzkiej. W celu wykrywania pojawiających się zmian i co ważne, prognozowania przyszłych spodziewanych zmian, wykorzystano obserwacje pochodzące z roboczej sondy pionowej NOAA TIROS-N (TOVS). Pomierzone radiancje TOVS symulowane były przy zastosowaniu dokładnych wstępnych wyliczeń promieniowania oraz stałych właściwości gazów śladowych. Analiza różnic pomiędzy pomierzonymi i symulowanymi temperaturami jasności uzyskanymi z TOVS, wykazały w sposób oczywisty zapisy zmian rocznych oraz okresowych CO2. Aby zwrócić uwagę na zależność ujednoznacznień pomiędzy obserwacjami uzyskanymi z satelity a pomiarami z sondy radiometrycznej, a także nierównomierny rozkład stacji tych sond, rozszerzono opracowanie modelu nieliniowej regresji odwrotnej. W oparciu o obserwacje uzyskane z jednego tylko satelity, oraz opracowanego przy pomocy perceptronu wielowarstwowego (MPL) systemu wynikowej regresji nieliniowej, sporządzono sieć neuronową globalnych map średniego miesięcznego stężenia CO2. Przygotowywana analiza blisko 25 lat danych archiwalnych zebranych przez satelity meteorologiczne NOAA powinna przyczynić się do lepszego zrozumienia cyklu węglowego.
