Как альбедо Земли влияет на её климат

Здесь можно узнать об АЛЬБЕДО.

Ещё Леонардо да Винчи говорил, что свет, который делает темную часть видимой Луны заметной для наблюдателя, падает с Земли. Сегодня ученые обнаружили, что, измеряя изменение и величину «земного свечения» можно изучать и прогнозировать изменение климата планеты.

Климат Земли управляется солнечным светом, который поглощает планета. Ученые обнаружили, что имеют место удивительно большие - до 20% - сезонные колебания коэффициента отражения Земли. К тому же, они подсчитали, что земное альбедо за последние пять лет уменьшилось на 2.5%. Если бы Земля отражала даже на 1% меньшее количество света, то результат был бы достаточно существенен, чтобы начать беспокоится по поводу наступающего глобального потепления

Проведение исследований по измерению колебаний альбедо Земли

В начале XX века французский астроном Данджон произвел первые количественные наблюдения земного свечения. Но этот метод был забыт и не использовался почти 50 лет, пока профессор Стивен Е. Кунин не описал его современный потенциал в своей статье в 1991 году. Недавно были опубликованы первые данные, которые являются точными и систематически достаточными, чтобы судить о благополучии земного климата.

Кунин предположил, что представляется возможным изучать отраженный свет от Земли в течение длительного периода времени, что даст возможность заметить изменения климата Земли. Если на планете становится теплее из-за парникового эффекта, как предполагают учёные, то это должно будет понизить содержание снега и льда на Земле, соответственно уменьшить «сияние» планеты.

В 1994 году был начат эксперимент по исследованию и измерению альбедо.Очень важно, что данные земного свечения показали уменьшение альбедо в течение последних пяти лет, так как солнечная магнитная активность увеличилась с минимума до максимума за этот же период времени. Это подтверждает гипотезу о том, что магнитное поле Солнца играет косвенную роль в климате Земли. Если новые данные будут подтверждены и дальнейшими наблюдениями, то это могло бы объяснить, почему существует так много сигнатур 11-летнего цикла солнечной активности в летописи климата Земли.

Влияние облачности на альбедо

В нынешнюю эпоху больше половины поверхности Земли покрыто облаками, и именно они определяют альбедо Земли. Структура облачного покрова определяется количеством тепла, достигшего поверхности Земли, а также поглощенного самой атмосферой. Облака одновременно и охлаждают Землю (в особенности низкие плотные облака), и способствуют ее нагреву, действуя как своеобразное «одеяло». Роль такого «одеяла» играют в основном высотные тонкие облака. Наблюдаемый учеными на протяжении последних пяти лет рост альбедо Земли плохо согласуется и просто противоречит тенденции повышения температуры на поверхности Земли и мирового океана, поскольку рост доли солнечной радиации, отражаемой обратно в космическое пространство, должен приводить к соответственному уменьшению той ее доли, которая достигает Земли и способствует разогреву планеты.

Данные наблюдений за облачным покровом Земли в рамках программы ISCCP на протяжении последних 20 лет обескураживают ученых. Первые 15 лет различие между высотной и низкой облачностью стабильно поддерживалось на уровне 7–8%. Однако в последние 5 лет по совершенно непонятным причинам этот параметр практически удвоился, достигнув значения 13%. Данным, по мнению ученых, можно верить — они создавались на основе скрупулезной компиляции наблюдений за облачностью над всей Землей с помощью различных метеорологических спутников одновременно.

За счет каких ещё факторов может происходить изменение альбедо, и что при этом происходит с другими факторами, влияющими на климатическую систему?

На климат Земли оказывают определяющее влияние солнечная радиация, в несколько меньшей степени — ее доля, отражаемая обратно в космическое пространство, а также то, насколько хорошо Земля «удерживает» полученное извне тепло.

Одним из важных факторов, влияющих на альбедо Земли, является площадь снежного покрова, многолетних и сезонных оледенений. При потеплении их площадь сокращается, и в связи с большой разницей в отражательной способности льда и снега с одной стороны, и иных типов поверхности (почва, вода) с другой стороны, изменение земного альбедо при этом должно быть довольно заметным.

Изменения других типов поверхности тоже оказывают свое влияние на альбедо, и соответственно, на климат. Так, существуют предположения, что к примеру, широкое распространение саванн и степей в кайнозойскую эру заметно усилило начавшееся в это время похолодание – травяной покров отражает свет почти в два раза сильнее чем кроны деревьев (альбедо последних порядка 0,05-0,10).

Еще один фактор, влияющий на альбедо, непосредственно связан с человеческой деятельностью – это выбросы сажи, которые уже сейчас оказывают влияние на поглощение солнечной энергии атмосферой и поверхностью. Некоторые современные исследования показывают, что сажа – второй наиболее значимый фактор современного потепления климата, после парникового эффекта от углекислого газа, ее вклад в потепление может достигать 15-30%.

В противоположность саже, сульфатные аэрозоли увеличивают альбедо Земли, рассеивая и отражая падающее солнечное излучение (в то же время они поглощают и инфракрасное излучение, но их антипарниковый эффект более выражен, чем парниковый). Основные источники поступления этих аэрозолей – вулканическая деятельность и промышленность.

Еще одним значимым источником сульфатных аэрозолей, как показывают современные исследования (начиная с работ Ловелока), является планктон. Он выделяюет в атмосферу диметилсульфид – соединение серы, которое в ходе дальнейших химических реакций в атмосфере приводит как раз к образованию сульфатных аэрозолей.