在雨林上方1066英尺的地方，可以看到不断变化的亚马逊

黎明前，我们带着我的向导埃尔顿·门德斯（Elton Mendes）开着一辆破旧的皮卡车穿过亚马逊丛林。他伸出一只手，拉着一根绑在雨刷上的棍子，把挡风玻璃上的毛毛雨刮走。

开了一小段路后，他把车停在空地上的一块混凝土板旁。一个橙色的钢格子从街区升起，消失在我头顶的天篷里。它被称为高塔，理由很充分：高1066英尺，比埃菲尔铁塔高3英尺，是南美洲最高的建筑。它也是一座三塔科学建筑群的核心-亚马逊高塔天文台，或阿托——位于亚马逊河最大城市马瑙斯东北150英里处。

当全部装备完毕后，阿托的三座塔楼将布满气体嗅探器、微粒收集器、光传感器和数十台其他仪器，这些仪器将至少在未来二三十年内持续监视森林及其上方的空气。负责ATTO研究的巴西和德国科学家表示，这些仪器收集的数据将提供一幅前所未有的画像，描绘世界上最大的雨林亚马逊丛林在全球碳循环中所起的作用——这是气候变化时代的一项关键发现。通过这些测量——包括温度、风、温室气体、臭氧、辐射、能见度、树冠变化、土壤温度和土壤气体通量——科学家将能够跟踪全球变暖对亚马逊的影响，特别是其吸收碳的能力。

自2010年以来，距离高塔数百码的两座较短的260英尺高塔一直在测量气体和大气的其他成分，并研究森林植被释放的细小水滴、气体和微粒，农业火灾和来自遥远城市的污染促成了亚马逊地区云层和降雨的形成。

高塔本身还没有仪器，因为电梯的问题和其他复杂情况推迟了设备的安装。但它很快就会投入使用，我被邀请爬上塔顶，欣赏壮观的景色，闻一闻微风，研究人员将在塔顶研究这些。门德斯是一名维修工人，他会带我登上这座细长的橙白相间建筑的1500级台阶，它耸立在一片原始丛林之上。

通过这些测量——包括温度、风、温室气体、臭氧、辐射、能见度、树冠变化、土壤温度和土壤气体通量——科学家将能够追踪全球变暖如何影响亚马逊。

亚马逊地区面积接近美国，是迄今为止地球上最大的雨林。生物学家几十年来一直警告说，其惊人的生物多样性受到伐木的威胁。

但最近，气候科学家开始担心，全球变暖可能也会对森林造成威胁，可能会改变海洋和大气流，导致亚马逊雨林的明显干燥。一个去年的研究这表明，广阔雨林中树木的死亡可能与气候模式的变化有关，已经降低了其固碳能力。

科学家大致了解了碳是如何通过亚马逊森林流动的，因为光合过程将大气中的二氧化碳转化为植被。树叶、木材和其他植物物质随后通过分解转移到土壤中，其中一些碳被释放回空气中。但是，在科学家能够预测亚马逊的命运之前，他们需要对森林如何与大气相互作用有一个更为复杂的理解。

他们将关注的一件事是，在人类燃烧化石燃料产生的二氧化碳流向何处的谜团中，亚马逊扮演了什么角色。大约一半的二氧化碳被海水和陆地上的树木和植物以大致相等的比例吸收。但科罗拉多州立大学(Colorado State University)的大气科学家斯科特·丹宁(Scott Denning)表示，了解亚马逊和其他热带森林吸收了多少二氧化碳非常重要。如果亚马逊今天真的发挥了净汇的作用，科学家们想知道，它将继续这样做多久。

从上世纪90年代末开始，英国气象局(Met Office)的研究人员发表了一系列令人担忧的论文，内容是在全球变暖的情况下，亚马孙河流域的前景。通过将气候和植被联系起来的计算机模型，他们发现，通过改变大西洋上空的大气环流，全球变暖可能会使亚马逊盆地的大部分地区干涸。他们说，大部分森林可能变成草原，危及该地区丰富的动植物，并释放大量的二氧化碳。最新的研究对这种灾难性的情景提出了质疑，称虽然亚马逊可能不会继续维持目前茂密的植被，但某种形式的森林将会保留下来。

阿托将在研究这些问题中发挥重要作用。该建筑群由巴西和德国政府共同出资，在未来几年中，两国政府各出资950万美元建造和运营该建筑群。德国马克斯·普朗克化学研究所和几个巴西研究机构，包括国家空间研究所和国家亚马逊研究所，监督该项目。

Antonio Ocimar Manzi是空间研究所的气候科学家，是ATTO项目的首席巴西管理员。去年他第一次踏上高塔的顶部平台时，他说自己情绪激动。“我看到了绿色的海洋，”他在最近的一次Skype通话中说。“这是二十年的梦想。”他坐在世界上最高的气象桅杆上。它应该是320米，或1050英尺高。但建筑商已经注意到它的高度还不及埃菲尔铁塔。在建筑商的建议下，曼齐批准了一项新设计——325米高——比巴黎地标高1米。

曼兹说，身高很重要。离地面较远的仪器采集了与植被接触距离较远的空气样本，使它们能够更全面地了解区域森林状况以及二氧化碳和其他气体的复杂交换情况。安装在塔顶上的仪器可以探测到几十平方英里树冠上树叶的光合活动，这个面积比亚马逊其他任何塔上的设备都要大很多倍。

这座高塔的顶端暴露在从巴西大西洋海岸穿过数百英里丛林的长距离东风中。这些高海拔的风为它们经过的森林的生产力提供了线索。通过比较阿托遗址和海岸空气中的二氧化碳浓度，研究人员将获得亚马逊大部分地区的健康状况及其吸收的二氧化碳量的信息。

这座高塔将配备风速计和气体分析仪，利用一种称为涡流通量技术. 研究人员利用涡流通量测量来识别世界各地塔上的温室气体汇和源，如二氧化碳。大量进水管将固定在不同高度的塔上。从这些采样站抽取的气体和气溶胶将流入在气候控制实验室内操作的测量装置，这些实验室由集装箱制成，聚集在塔的底部。大约50名巴西和50名德国的研究人员已经在使用较短的塔楼进行十几项实验，以承受高温、潮湿和偶尔来自蛇或美洲虎的威胁。

他们将关注的一件事是，在人类燃烧化石燃料产生的二氧化碳流向何处的谜团中，亚马逊扮演了什么角色。

除了曼齐、一些科学家和建筑工人外，几乎没有人曾艰难地攀登过这座高塔的顶峰。我把自己捆在一条尼龙安全带里，紧紧地系在腿上和肩膀上。我绑上了肉钩大小的锁钩，每只手一个。我用一只爪子钩住了一根连接在上层建筑上的钢索，然后走进了敞开的楼梯间。缆绳像扶手一样，沿着齐腰高度的楼梯不停地延伸。

每隔10英尺左右，索具装配工就用螺栓将电缆固定到塔架上。在每个十字路口，我都从扣件下面松开一个扣环，然后叮当一声，卡回到扣件上面。我总是被固定在上层建筑上，确保即使我从塔楼的格子上滑落和悬挂，我也不会摔倒在地。随着我的脚步越来越高，森林渐渐退去，直到树冠看起来像花椰菜的花冠。气温下降，风力增强。

当我攀登时，巴西亚马逊研究所的研究科学家布鲁斯·纳尔逊正在维修一台固定在几百码外260英尺高塔顶部的摄像机。

“当我第一次从上面看到这片森林时，”纳尔逊早些时候说，“我想也许你可以通过颜色来识别树木。”他解释说，这片森林是由明亮的黄绿色、单调的橄榄色和无数其他绿色拼凑而成的。这些阴影代表了树冠的不同年龄，而不是物种——他利用这一事实来帮助调查控制森林生产力的影响。

热带树木通常每年更换树叶，但亚马逊地区的树木并不是长时间无叶，也不会同步更换树冠。Nelson和他的同事通过分析从阿托和其他地方的塔楼反复拍摄的照片来研究皇冠置换的模式，制作了一个延时系列。这些照片按时间顺序显示，每个树冠都经历了相同的序列：新的、明亮的叶子随着年龄的增长而变暗，然后脱落，为新的叶子让路。

这些照片显示，在森林最干旱的月份，有很大比例的树木更新了树冠。尼尔森的同事们展示新冠的幼叶光合作用更加活跃。这意味着大量的树木在最干旱的时期吸收了最多的碳，这是一个违反直觉的结果。它证实了其他最近的研究表明，至少在短期内，森林可能在某种程度上具有抗干旱的能力。

距离地面较远的仪器对与植被接触距离较远的空气进行采样，使其能够更全面地了解区域森林状况以及二氧化碳和其他气体的复杂交换。

当我爬上高塔楼梯间的最后一段时，我的小腿疼痛，变得不稳。门德斯拍了一组自拍。我躺在了望台的防滑地板上，凝视着黎明的天空和明亮的大地。清澈的雾河蜿蜒穿过森林，夜间的湿气在河床和山谷中盘旋。

电子传感器很快就会发出同样的指令。