“軌道碳觀測衛星”是美國研制的第一顆專門用於監測全球二氧化碳情況的衛星，歷經8年研制、耗資達2.78億美元，主要用於觀測地球大氣中的二氧化碳水平，深入了解人類在溫室氣體排放、全球氣候變化等方面造成的影響。然而，2月24日，由美國宇航局(NASA)發射的這顆衛星在升空不久即墜入南極洲附近的海域，使全球氣候研究受到沉重打擊。據最新出版的美國《科學》雜志報道，當日益升高的氣溫改變著地球的生態和氣候系統時，目前散布在各處的監測器並不能回答科學家的問題。比如，地面感應器提供了世界範圍內二氧化碳升高的真憑實據，但研究人員並沒有全面了解人類和大自然產生的碳最終走向何處？有多少碳被吸收？在哪裡被吸收？衛星損失加劇數據缺口科學家將期望寄托於NASA研制的軌道碳觀測衛星，他們希望這顆衛星能夠收集到環繞地球的二氧化碳的循環數據，以及地球如何處理人類每年使用化石燃料和其他活動所產生的8億噸溫室氣體的信息。氣候科學家原本預計這顆衛星將有利於促進氣候監測衛星的國際合作，建立一個地球天氣和氣候變化的立體圖，更好地了解人類在溫室氣體效應和全球變暖方面所扮演的角色。然而，2月24日，攜帶軌道碳觀測衛星的火箭在升空不久後墜毀。美國國家海洋和氣候管理署實驗室的大氣科學家皮特·坦斯說：“突然間，它就沒有了。這絕對是一個災難。”他曾計劃借助這顆衛星監測碳通量的非凡能力來提高自己的四維二氧化碳流量地圖。軌道碳觀測衛星的損失加劇了目前與氣候研究相關的數據缺口問題。一些缺口需要依賴於新的測量方法和手段來彌補。美國國家科學院的一個專家委員會在3月初發布的一份報告中指出：“目前，迫切需要一套系統和全面的方法來收集氣候觀察數據。”但沒有任何一個機構或個人在這個耗資數十億美元的地球氣候觀察挑戰項目上擁有絕對的權威。在美國總統巴拉克·奧巴馬高達7870億美元的經濟刺激計劃中，有4億美元用於空間地球傳感器建設，研究人員對此寄予厚望。但是，美國科學院2007年的一份氣候報告估計，從現在到2020年，建立這樣一套系統大約需要60億美元。2007年，聯合國政府間氣候變化專門委員會指出，更好了解冰川物理性質的基礎觀察站是可靠地預測海平面升高的關鍵因素。極地網景(POLENET)是一項在南極大陸安裝地震探測儀的計劃，該計劃將提供冰原床基岩溫度變化的測量數據，這是影響冰川滑向海岸的關鍵因素。但是，糟糕的天氣再加上燃料費用的上升，美國國家科學基金會削減了極地研究的經費，科學家們只能僅僅在原計劃的16個野外位點中建立一個新的觀察站；絕大多數觀察站的運行都集中在麥克默多站，這是美國在這個大陸上的主要基地。海岸邊冰層與水的相互作用也控制了冰川退化的速度。南極洲的松樹島冰川是南極漂移速度最快的一個冰原。科學家們希望獲得這一冰原的長期漂移動力學圖像，以及快景拍攝。但是，因為後期方面的障礙，在松樹島冰川邊緣設立觀察站的計劃被一拖再拖。冰川太粗糙，飛機不能在上面著陸，而調用直升飛機等設備的計劃要到2011年至2012年才能實施。羅伯特·賓薛得勒是NASA戈達德太空飛行中心水圈和生物圈科學實驗室的首席科學家，他說：“南極項目中的後勤支撐進展緩慢，我們每年大約只有3個正在推進的項目。”地球觀察需要更多數據科學家指出，目前需要更多的數據來澄清大氣氣溶膠在全球變暖中的作用。氣溶膠有助於雲的形成，這可讓大氣的溫度變暖或變冷，耗資140億美元的美國國家極地軌道環境衛星系統計劃於2010年發射，這個重要的敏感器將提供氣溶膠的數據，但這些數據的質量將不及NASA現有衛星Terra上的敏感器所采集的數據，然而，Terra已超過服役期2年。2007年，美國國家研究理事會的一項為期十年的野外研究指出，NASA應在2013年至2016年間發射一顆替代衛星。陸地衛星是美國對地觀察的主要力量，但即使這樣的衛星也處於風險之中。陸地衛星5號和7號均超過了其正常的設計生命期限，在發生故障期間常常會錯過大量圖像。依賴這些衛星數據研究森林對碳循環影響的科學家說，陸地成像中的空缺肯定存在，因為另外一顆衛星——陸地衛星數據持續任務——不會在2012年前發射。白宮氣候變化科學項目的康普頓·塔克說：“在這之前，我們也許會失去一兩個這樣的衛星。”另外一個問題就是海洋顏色。科學家們利用海洋的顏色來測量海洋中的光合作用，海洋光合作用對全球碳循環的影響巨大，但人類對這一過程的機制知之甚少。NASA的軌道海洋廣角掃瞄儀從1997年開始記錄數據，但這套設備的服役期已經超過設計期限7年了，因為技術問題，該設備不可能再提供足夠的海洋顏色數據。白宮氣候變化科學項目正在領導一個跨部門的合作，完成一項首次為政府提供地球觀察數據的計劃。科學家們認為，第一步應該是彌補這些數據缺口。塔克說，在一些情況下，國際合作伙伴關系也許能提供幫助。日本最近發射了一顆綠色氣體觀察衛星，探測近地面二氧化碳的濃度。盡管其分辨率比較低，但它能補充NASA現有的、只采集5000米高度以上的二氧化碳數據的衛星。物理學家約翰·霍爾德倫是白宮科學和技術政策辦公室主任，他曾經在其任職聽證會上贊美“對我們生存的行星上的土地、植被、海洋和大氣進行觀察和研究”的價值。研究人員希望，霍爾德倫的話在不久的將來會化為對美國地球監測系統的全力支持。