Albedo della Terra. La materia vivente aumenta l'assorbimento della radiazione solare da parte della superficie terrestre, riducendo l'albedo non solo della terra ma anche dell'oceano. È noto che la vegetazione terrestre riduce significativamente la riflessione della radiazione solare a onde corte nello spazio. L'albedo di foreste, prati e campi non supera il 25%, ma è più spesso determinato da numeri compresi tra il 10% e il 20%. L'albedo è minore solo su una superficie dell'acqua liscia con radiazione diretta e sul chernozem umido (circa il 5%), tuttavia il terreno nudo e secco o il terreno coperto di neve riflette sempre molta più radiazione solare rispetto a quando sono protetti dalla vegetazione. La differenza può raggiungere diverse decine di punti percentuali. Quindi la neve secca riflette l'85-95% della radiazione solare, mentre una foresta in presenza di un manto nevoso stabile riflette solo il 40-45%.[...]

Una quantità adimensionale che caratterizza la riflettività di un corpo o sistema di corpi. A. elemento di una superficie riflettente - il rapporto (in percentuale) tra l'intensità (densità di flusso) della radiazione riflessa da un dato elemento e l'intensità (densità di flusso) della radiazione incidente su di esso. Questo si riferisce alla riflessione diffusa; nel caso della riflessione direzionale non si parla di riflessione, ma di coefficiente di riflessione. A. differisce: integrale - per la radiazione nell'intera gamma delle sue lunghezze d'onda e spettrale - per singole aree spettro Vedi anche albedo della superficie naturale, albedo della Terra.[...]

ALBEDO DELLA TERRA. La percentuale di radiazione solare emessa dal globo (insieme all'atmosfera) nello spazio mondiale, rispetto alla radiazione solare ricevuta al confine dell'atmosfera. Il ritorno della radiazione solare da parte della Terra consiste nella riflessione dalla superficie terrestre, nella diffusione della radiazione diretta da parte dell'atmosfera nello spazio (backscattering) e nella riflessione dalla superficie superiore delle nuvole. A. 3. nella parte visibile dello spettro (visivo) - circa il 40%. Per il flusso integrale della radiazione solare, l'integrale (energia) A. 3. è circa il 35%. In assenza di nuvole la visuale A. 3. sarebbe circa il 15%.[...]

L'albedo è un valore che caratterizza la riflettività della superficie di un corpo; rapporto (in%) tra il flusso riflesso della radiazione solare e il flusso della radiazione incidente.[...]

L'albedo di una superficie dipende dal suo colore, rugosità, umidità e altre proprietà. L'albedo delle superfici dell'acqua ad un'altitudine solare superiore a 60° è inferiore all'albedo delle terre emerse, poiché i raggi solari, penetrando nell'acqua, vengono in gran parte assorbiti e dispersi in essa.[...]

L'albedo di tutte le superfici, e in particolare delle superfici acquatiche, dipende dall'altezza del Sole: l'albedo più bassa si verifica a mezzogiorno, quella più alta al mattino e alla sera. Ciò è dovuto al fatto che a basse altitudini solari aumenta la percentuale di radiazione diffusa rispetto alla radiazione totale, che viene riflessa dalla superficie ruvida sottostante in misura maggiore rispetto alla radiazione diretta.[...]

ALBEDO è una quantità che caratterizza la riflettività di qualsiasi superficie. A. è espresso dal rapporto tra la radiazione riflessa dalla superficie e la radiazione solare ricevuta sulla superficie. Ad esempio, A. chernozem - 0,15; sabbia - 0,3-0,4; media A. Terra - 0,39, Luna - 0,07 [...]

Diamo l'albedo (%) di vari suoli, rocce e vegetazione (Chudnovsky, 1959): chernozem secco -14, chernozem umido - 8, sierozem secco - 25-30, sierozem umido 10-12, argilla secca -23, sierozem umido argilla - 16, sabbia bianca e gialla - 30-40, grano primaverile - 10-25, grano invernale - 16-23, erba verde -26, erba secca -19, cotone -20-22, riso - 12, patate - 19 .[ . ..]

Calcoli accurati dell'albedo terrestre del Pliocene inferiore (6 milioni di anni fa) hanno mostrato che durante quel periodo l'albedo della superficie terrestre dell'emisfero settentrionale era 0,060 inferiore a quella moderna e, come indicano i dati paleoclimatici, il clima di questo l'era era più calda e umida; alle medie e alte latitudini dell'Eurasia e Nord America la copertura vegetale era caratterizzata da una composizione di specie più ricca, le foreste occupavano vasti territori, a nord raggiungevano le coste dei continenti, a sud il loro confine correva a sud del confine della moderna zona forestale.[...]

Le misurazioni mediante albedometri situati ad un'altezza di 1-2 m sopra la superficie terrestre consentono di determinare l'albedo di piccole aree. I valori dell'albedo di grandi aree utilizzati nei calcoli del bilancio radiativo sono determinati da un aereo o da un satellite. Valori tipici dell'albedo: terreno umido 5-10%, terreno nero 15%, terreno argilloso secco 30%, sabbia leggera 35-40%, colture erbacee 10-25%, copertura erbosa 20-25%, foresta - 5-20%, neve fresca 70-90%; superficie dell'acqua per irraggiamento diretto dal 70-80% con il sole vicino all'orizzonte al 5% con sole alto, per irraggiamento diffuso circa 10%; superficie superiore nuvolosa 50-65%.[...]

La massima dipendenza dell'albedo si riscontra sulle superfici naturali, sulle quali, insieme alla riflessione diffusa, si osserva una riflessione speculare completa o parziale. Si tratta di una superficie d'acqua liscia e leggermente disturbata, di ghiaccio, di neve ricoperta di crosta.[...]

È ovvio che per un dato albedo di scattering singolo, l'assorbimento aumenterà con l'aumentare della proporzione della radiazione diffusa e della molteplicità media dello scattering. Per le nubi a strati, all’aumentare dell’angolo zenitale del Sole, l’assorbimento diminuisce (Tabella 9.1), poiché aumenta l’albedo dello strato nuvoloso e, a causa del forte allungamento in avanti dell’indicatore di scattering, il fattore di scattering medio della radiazione riflessa apparentemente diminuisce. Questo risultato è coerente con i calcoli. Per i cumuli è vera la relazione opposta, che si spiega con il fatto che nelle grandi nubi la percentuale di radiazione diffusa aumenta notevolmente. Per Q = 0° vale la disuguaglianza Pst (¿1, zw+1) > PCi, gL/+1), dovuta al fatto che la radiazione che emerge dai lati dei cumuli ha, in media, una fattore di dispersione inferiore. A = 60°, l'effetto associato ad un aumento medio della frazione di radiazione diffusa è più forte dell'effetto dovuto ad una diminuzione del fattore di scattering medio, quindi è vera la disuguaglianza inversa.[...]

L'approssimazione dei pixel indipendenti (IPA) viene utilizzata per calcolare l'albedo media spaziale. Il significato dell'approssimazione è che le proprietà di radiazione di ciascun pixel dipendono solo dal suo spessore ottico verticale e non dallo spessore ottico delle aree vicine. Ciò significa che trascuriamo gli effetti associati alle dimensioni finite dei pixel e al trasferimento radiativo orizzontale.[...]

Esiste un'albedo integrale (energia) per l'intero flusso di radiazione e un'albedo spettrale per le singole regioni spettrali della radiazione, inclusa un'albedo visiva per la radiazione nella regione visibile dello spettro. Poiché l'albedo spettrale è diverso per le diverse lunghezze d'onda, l'AEP cambia con l'altezza del sole a causa dei cambiamenti nello spettro della radiazione. L'andamento annuale dell'A.E.P. dipende dai cambiamenti della natura della superficie sottostante.[...]

La derivata 911/dC è la differenza tra l'albedo media degli strati e dei cumuli, che può essere positiva o negativa (vedi Fig. 9.5, a).[...]

Sottolineiamo che a bassi valori di umidità l'albedo terrestre cambia più bruscamente e piccole fluttuazioni dell'umidità continentale dovrebbero portare a fluttuazioni significative dell'albedo, e quindi della temperatura. Un aumento della temperatura globale dell'aria porta ad un aumento del suo contenuto di umidità (un'atmosfera calda contiene più vapore acqueo) e ad un aumento dell'evaporazione delle acque dell'Oceano Mondiale, che, a sua volta, contribuisce alle precipitazioni sulla terra. Un ulteriore aumento della temperatura e dell'umidità dei continenti garantisce un maggiore sviluppo delle coperture vegetali naturali (ad esempio, la produttività delle foreste pluviali tropicali della Thailandia è di 320 centesimi di massa secca per 1 ettaro e le steppe desertiche della Mongolia - 24 centesimi ). Ciò contribuisce ad una diminuzione ancora maggiore dell’albedo del terreno, aumenta la quantità di energia solare assorbita e di conseguenza si verifica un ulteriore aumento della temperatura e dell’umidità.[...]

Utilizzando un piranometro, puoi anche determinare facilmente l'albedo della superficie terrestre, la quantità di radiazione emanata dalla cabina, ecc. Tra gli strumenti prodotti industrialmente, si consiglia di utilizzare il piranometro M-80 in tandem con il GSA-1 galvanometro a puntatore.[...]

L’impatto della nuvolosità sulla biosfera è vario. Colpisce l'albedo terrestre, trasferisce l'acqua dalla superficie dei mari e degli oceani alla terra sotto forma di pioggia, neve, grandine e copre anche la Terra di notte come una coperta, riducendone il raffreddamento radiativo.[...]

Il bilancio della radiazione può variare in modo significativo a seconda dell'albedo della superficie terrestre, cioè del rapporto tra l'energia luminosa solare riflessa e quella ricevuta, espresso in frazioni di unità. La neve secca e i depositi di sale hanno l'albedo più alto (0,8-0,9); valori medi di albedo - vegetazione; il più piccolo - corpi idrici (bacini idrici e superfici sature d'acqua) - 0,1-0,2. L'albedo influisce sulla disuguaglianza delle dotazioni energia solare superfici di diversa qualità della Terra e dell'aria ad essa adiacente: i poli e l'equatore, la terra e l'oceano, varie parti sushi a seconda della natura della superficie, ecc.[...]

Dopotutto, è necessario tenere conto di parametri climatici importanti come l'albedo, una funzione dell'umidità. L'albedo delle paludi, ad esempio, è molte volte inferiore a quella dei deserti. E questo è ben visibile dai dati satellitari, secondo i quali il deserto del Sahara ha un albedo molto elevato. Quindi, si è scoperto che quando la terra diventa umida, si verifica anche un feedback positivo. L’umidità aumenta, il pianeta si riscalda di più, gli oceani evaporano di più, più umidità raggiunge la terraferma e l’umidità aumenta di nuovo. Questa relazione positiva è nota in climatologia. E del secondo collegamento positivo ho già parlato analizzando la dinamica delle fluttuazioni del livello del Mar Caspio.[...]

Nella seconda versione del calcolo, si presumeva che il grado di dipendenza dell'albedo dalle riserve di umidità del terreno fosse diminuito di 4 volte e che il grado di dipendenza delle precipitazioni dalla temperatura fosse diminuito della metà. Si è scoperto che in questo caso il sistema di equazioni (4.4.1) ha soluzioni caotiche. In altre parole, l'effetto del caos è significativo e persiste in un'ampia gamma di cambiamenti nei parametri del sistema idroclimatico.[...]

Consideriamo ora l'influenza della copertura di ghiaccio. Dopo aver introdotto dati empirici sull'albedo, Budyko ha aggiunto all'equazione che collega la temperatura alla radiazione un termine che tiene conto della dipendenza non lineare dell'influenza della calotta glaciale, che è la ragione dell'effetto di autoamplificazione. [...]

La diffusione multipla gioca un ruolo significativo nella formazione del campo di radiazione nelle nuvole, quindi l'albedo A e la trasmissione della radiazione diffusa (raggiungono valori elevati anche in quei pixel che si trovano all'esterno delle nuvole (Fig. 9.4, b, d ). Le nubi hanno spessori diversi, che in una data realizzazione del campo nuvoloso varia da 0,033 a 1,174 Km. Il campo di radiazione riflesso da una singola nuvola si espande nello spazio e si sovrappone ai campi di radiazione di altre nubi prima di raggiungere il g- Piano AN, dove viene determinata l'albedo. Gli effetti di diffusione e sovrapposizione attenuano così fortemente la dipendenza dell'albedo dalle coordinate orizzontali, che molti dettagli vengono mascherati e dai valori di albedo noti è difficile ripristinare visivamente l'immagine reale della distribuzione delle nuvole nello spazio (Fig. 9.4, a, b). Le cime delle nuvole più potenti sono chiaramente visibili, poiché in questo caso l'influenza degli effetti di cui sopra non è sufficientemente forte. L'Albedo varia nell'intervallo da 0,24 a 0,65, e il suo valore medio è 0,33.[...]

A causa della diffusione multipla nel sistema “atmosfera-superficie sottostante” a grandi valori l'albedo della radiazione diffusa aumenta. Nella tabella 2.9, compilato secondo i dati di K. Ya. Kondratiev, mostra i valori del flusso di radiazione diffusa E sotto un cielo senza nuvole e significati diversi albedo della superficie sottostante (/ha = 30°). [...]

La seconda spiegazione riguarda i serbatoi. Sono inclusi nel bilancio energetico come complessi che modificano l'albedo della superficie naturale. E questo è giusto, viste le grandi superfici dei bacini idrici in continua crescita.[...]

La radiazione riflessa dalla superficie terrestre è la componente più importante del suo bilancio radiativo. L'albedo integrale delle superfici naturali varia dal 4-5% per i serbatoi profondi ad altitudini solari superiori a 50° al 70-90% per la neve pura asciutta. Tutte le superfici naturali sono caratterizzate da una dipendenza dell'albedo dall'altezza del sole. I maggiori cambiamenti nell'albedo si osservano dall'alba fino alla sua altezza sopra l'orizzonte di circa il 30%.[...]

Un quadro completamente diverso si osserva in quegli intervalli spettrali in cui le particelle nuvolose stesse assorbono intensamente e l'albedo di scattering singolo è piccolo (0,5 - 0,7). Poiché durante ogni evento di scattering una parte significativa della radiazione viene assorbita, l'albedo della nube si formerà principalmente a causa delle prime molteplicità di scattering e, quindi, sarà molto sensibile ai cambiamenti nell'indicatore di scattering. La presenza di un nucleo di condensazione non è più in grado di modificare significativamente l'albedo dello scattering singolo. Per questo motivo, alla lunghezza d'onda di 3,75 μm, prevale l'effetto indicatore dell'aerosol e l'albedo spettrale delle nubi aumenta di circa 2 volte (Tabella 5.2). Per alcune lunghezze d'onda, l'effetto dovuto all'assorbimento da parte dell'aerosol di fumo può compensare esattamente l'effetto dovuto alla riduzione delle dimensioni delle goccioline della nuvola e l'albedo non cambierà.[...]

Il metodo OUFR, come abbiamo visto, presenta una serie di svantaggi legati all'influenza degli aerosol e alla necessità di introdurre correzioni per l'albedo della troposfera e della superficie sottostante. Uno dei limiti fondamentali del metodo è l'impossibilità di ottenere informazioni da zone dell'atmosfera non illuminate dal sole. Il metodo per osservare l'emissione propria dell'ozono nella banda di 9,6 µm non presenta questo inconveniente. Tecnicamente il metodo è più semplice e consente misurazioni a distanza nell'emisfero diurno e notturno, in qualsiasi area geografica. L'interpretazione dei risultati è più semplice nel senso che nella regione dello spettro considerata si possono trascurare i processi di scattering e l'influenza della radiazione solare diretta. Ideologicamente, questo metodo si riferisce a metodi classici problemi inversi meteorologia satellitare nella gamma IR. La base per risolvere tali problemi è l'equazione del trasferimento radiativo, precedentemente utilizzata in astrofisica. Messa in scena e caratteristiche generali I problemi del sondaggio meteorologico e gli aspetti matematici della soluzione sono contenuti nella monografia fondamentale di K. Ya. Kondratiev e Yu. M. Timofeev.[...]

L'UKR per la Terra nel suo insieme, espressa come percentuale dell'afflusso di radiazione solare al limite superiore dell'atmosfera, è chiamato albedo terrestre o albedo planetario (della Terra).[...]

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È vero, una diminuzione del contenuto di vapore acqueo significa anche una diminuzione della nuvolosità, e le nuvole agiscono come il principale fattore che aumenta l’albedo della Terra o la diminuisce se la nuvolosità diminuisce. [...]

Sono inoltre necessari dati più accurati sui processi di foto-dissociazione (O2, NO2, H2O2, ecc.), ovvero sulle sezioni d'urto di assorbimento e sulle rese quantiche, nonché sul ruolo della diffusione della luce degli aerosol e dell'albedo nel processo di dissociazione. Di grande interesse è anche la variabilità nel tempo della porzione a onde corte dello spettro solare.[...]

È importante notare che il fitoplancton ha una riflettività maggiore (Lkv 0,5) alle lunghezze d'onda della radiazione solare A > 0,7 μm rispetto a X più corte (Lkv 0,1). Questa variazione spettrale dell'albedo è associata alla necessità delle alghe, da un lato, di assorbire la radiazione fotosinteticamente attiva (Fig. 2.29) e, dall'altro, di ridurre il surriscaldamento. Quest'ultimo si ottiene grazie alla riflessione della radiazione a lunghezza d'onda maggiore da parte del fitoplancton. Si può presumere che le formule fornite nel paragrafo 2.2 siano adatte anche per calcolare parametri dei flussi di calore come radiazione entrante e uscente, emissività e albedo, a condizione che anche i dati su Ha e altri elementi meteorologici abbiano la necessaria risoluzione temporale più elevata (cioè ottenuto con un passo temporale più breve).[...]

Dal presupposto fisicamente ragionevole che la concentrazione del vapore acqueo aumenta con l'aumentare della temperatura, ne consegue che possiamo aspettarci un aumento del contenuto di acqua, il cui aumento porta ad un aumento dell'albedo delle nuvole, ma ha scarso effetto sulla loro radiazione a onde lunghe , ad eccezione dei cirri, che non sono completamente neri. Ciò riduce il riscaldamento della radiazione solare dell’atmosfera e della superficie, e quindi della temperatura, e fornisce un esempio di feedback radiativo negativo delle nuvole. Le stime del valore del parametro X di questo feedback variano ampiamente da 0 a 1,9 W-m 2-K 1. Va notato che una descrizione non sufficientemente dettagliata delle proprietà fisiche, ottiche e di radiazione delle nuvole, così come la mancata considerazione della loro eterogeneità spaziale, è una delle principali fonti di incertezza nella ricerca sul problema del cambiamento climatico globale. [...]

Un altro fattore a cui non si è prestata attenzione è che l'aerosol emesso può attenuare in modo significativo la radiazione solare, sotto l'influenza della quale l'ozono viene ripristinato nell'atmosfera. Un aumento dell’albedo dovuto all’aumento del contenuto di aerosol nella stratosfera dovrebbe portare ad una diminuzione della temperatura, che rallenta il recupero dell’ozono. Qui, tuttavia, è necessario eseguire calcoli dettagliati con vari modelli aerosol, poiché molti aerosol assorbono notevolmente la radiazione solare e questo porta ad un certo riscaldamento dell'atmosfera.[...]

Si prevede che un aumento del contenuto di CO2 nell'atmosfera del 60% rispetto al livello attuale possa causare un aumento della temperatura della superficie terrestre di 1,2 - 2,0 °C. L’esistenza di un feedback tra quantità di manto nevoso, albedo e temperatura superficiale dovrebbe portare al fatto che le variazioni di temperatura potrebbero essere ancora maggiori e causare un cambiamento fondamentale nel clima del pianeta con conseguenze imprevedibili.[ ...]

Supponiamo che un flusso unitario di radiazione solare cada sul limite superiore dello strato di nubi nel piano X01: e ср0 = 0 sono gli angoli zenitale e azimutale del Sole. Nella regione visibile dello spettro, la diffusione della luce di Rayleigh e degli aerosol può essere trascurata; Impostiamo uguale a zero l'albedo della superficie sottostante, che corrisponde approssimativamente all'albedo dell'oceano. I calcoli delle caratteristiche statistiche del campo di radiazione solare visibile, eseguiti ad albedo diverso da zero della superficie lambertiana sottostante, sono specificatamente segnalati nel testo. L'indicatore di scattering viene calcolato utilizzando la teoria di Mie per una nuvola modello Cx [1] e una lunghezza d'onda di 0,69 μm. Il campo nuvoloso è generato da un insieme poissoiano di punti nello spazio.[...]

Il meccanismo fisico dell'instabilità è che il tasso di accumulo delle riserve di umidità del terreno dovuto alle precipitazioni supera il tasso della loro diminuzione dovuta al deflusso dei fiumi, e un aumento dell'umidità del terreno, come mostrato sopra, provoca una diminuzione dell'albedo terrestre e quindi un si realizza un feedback positivo, che porta all’instabilità climatica. In sostanza, ciò significa che la Terra è costantemente sovraraffreddata (era glaciale, raffreddamento del clima) o surriscaldata (riscaldamento e umidificazione del clima, aumento dello sviluppo della vegetazione - il regime terrestre “umido e verde”)..[...]

Va tenuto presente che l'accuratezza delle stime sia dell'effetto serra nel suo complesso che delle sue componenti non è ancora assoluta. Non è chiaro, ad esempio, come si possa tenere conto con precisione del ruolo serra del vapore acqueo, che, quando compaiono le nuvole, diventa un potente fattore nell’aumento dell’albedo terrestre. L’ozono stratosferico non è tanto un gas serra quanto un gas anti-serra, poiché riflette circa il 3% della radiazione solare in arrivo. La polvere e altri aerosol, in particolare i composti dello zolfo, riducono il riscaldamento della superficie terrestre e atmosfera più bassa, anche se per il bilancio termico delle aree desertiche svolgono il ruolo opposto.[...]

Quindi, l'assorbimento e la riflessione della radiazione solare da parte delle particelle di aerosol porteranno a un cambiamento nelle caratteristiche di radiazione dell'atmosfera, a un raffreddamento generale della superficie terrestre; influenzeranno la circolazione atmosferica su macro e meso scala. La comparsa di numerosi nuclei di condensazione influenzerà la formazione di nubi e precipitazioni; ci sarà un cambiamento nell'albedo della superficie terrestre. L'evaporazione dell'acqua dagli oceani in presenza di un afflusso di aria fredda dai continenti provocherà forti precipitazioni nelle zone costiere e sui continenti; la fonte di energia capace di provocare un temporale sarà il calore di evaporazione.[...]

Per risolvere l'equazione del trasporto tridimensionale sono state utilizzate condizioni al contorno periodiche, che presuppongono che lo strato 0[...]

Lo strato superficiale della troposfera è maggiormente colpito dall'impatto antropico, il cui tipo principale è l'inquinamento atmosferico chimico e termico. La temperatura dell'aria è fortemente influenzata dall'urbanizzazione del territorio. Le differenze di temperatura tra un'area urbanizzata e le aree circostanti non sviluppate sono associate alle dimensioni della città, alla densità degli edifici e alle condizioni sinottiche. C'è una tendenza all'aumento della temperatura in ogni piccolo e grande città. Nelle grandi città della zona temperata, il contrasto di temperatura tra città e periferia è di 1-3° C. Nelle città, l'albedo della superficie sottostante (il rapporto tra la radiazione riflessa e la radiazione totale) diminuisce a causa dell'apparenza di edifici, strutture e superfici artificiali; qui la radiazione solare viene assorbita e accumulata più intensamente dalle strutture gli edifici assorbono calore durante il giorno per poi rilasciarlo nell'atmosfera la sera e la notte. Il consumo di calore per l'evaporazione è ridotto, poiché le aree con copertura del suolo aperte occupate da spazi verdi sono ridotte, e la rapida rimozione delle precipitazioni da parte dei sistemi di drenaggio dell'acqua piovana non consente la creazione di riserve di umidità nei suoli e nei corpi idrici superficiali. Lo sviluppo urbano porta alla formazione di zone di ristagno dell'aria, che porta al suo surriscaldamento; la trasparenza dell'aria nella città cambia anche a causa dell'aumento del contenuto di impurità provenienti dalle imprese industriali e dai trasporti. In città diminuisce la radiazione solare totale, così come la radiazione infrarossa proveniente dalla superficie terrestre, che, insieme al trasferimento di calore degli edifici, porta alla comparsa di un “effetto serra” locale, cioè la città è “coperta” con una coltre di gas serra e particelle di aerosol. Sotto l'influenza dello sviluppo urbano, la quantità di precipitazioni cambia. Il fattore principale è una radicale riduzione della permeabilità della superficie sottostante ai sedimenti e la creazione di reti per drenare i deflussi superficiali della città. L’enorme quantità di combustibile idrocarburico bruciato è di grande importanza. Sul territorio della città nei periodi caldi si osserva una diminuzione dei valori di umidità assoluta e il quadro opposto nei periodi freddi - all'interno della città l'umidità è maggiore che fuori città.[...]

Consideriamo alcune proprietà fondamentali dei sistemi complessi, tenendo presente la convenzione del termine “complesso”. Una delle caratteristiche principali di un sistema, che ci costringe a considerarlo come un oggetto indipendente, è che il sistema è sempre più della somma dei suoi elementi costitutivi. Ciò è spiegato dal fatto che la maggior parte proprietà importanti i sistemi dipendono dalla natura e dal numero di connessioni tra gli elementi, il che conferisce al sistema la capacità di cambiare il suo stato nel tempo e di avere reazioni piuttosto diverse influenze esterne. La varietà delle connessioni fa sì che esistano connessioni di diverso “peso” o “resistenza”; Inoltre, nel sistema sorgono feedback con diversi segni di azione: positivi e negativi. Elementi o sottosistemi collegati da feedback positivo tendono, se non vincolati da altre connessioni, a rafforzarsi reciprocamente, creando instabilità nel sistema. Ad esempio, un aumento della temperatura media sulla Terra porta allo scioglimento delle polari e ghiaccio di montagna, riducendo l'albedo e assorbendo più energia proveniente dal Sole. Ciò provoca un ulteriore aumento della temperatura, una riduzione accelerata dell'area dei ghiacciai - riflettori dell'energia radiante del Sole, ecc. Se non fosse per numerosi altri fattori che influenzano la temperatura media della superficie del pianeta, la Terra potrebbe esistere solo come pianeta “ghiacciato”, che riflette quasi tutta la radiazione solare, o come un pianeta caldo e senza vita, come Venere.

L’Artico sta subendo gli effetti del riscaldamento globale due volte più velocemente rispetto al resto del pianeta

I ghiacciai in ritirata non solo forniscono accesso a minerali preziosi e nuove rotte marittime, ma pongono anche seri pericoli. Chi ne trarrà beneficio e quali sono le conseguenze di questi cambiamenti climatici?

Stando su un ghiacciaio della Groenlandia, diventa ovvio il motivo per cui sono irrequieti uomo moderno così rispettoso animali selvatici. Ovunque si guardi, il ghiaccio attira lo sguardo, compresso e affilato da una confluenza unica di forze naturali.

Creste di ghiaccio argentate e azzurre, cumuli di ghiaccio e altre opere ghiacciate si possono osservare scrupolosamente in aria pulita Artico. Grandi ghiacciai ristabiliscono l'ordine tra gli edifici ghiacciati, scendendo fino al mare semighiacciato.

La calotta glaciale è ancora al suo posto, congelata nella sua indignazione. Non c'è respiro, nessun rumore del motore, nessun richiamo di uccelli. Nessun rumore. Al posto del rumore c'è la sua completa assenza. Lo senti come una pressione alle tempie e, se ascolti attentamente, come il ruggito di un fantasma. Per generazioni di esploratori europei dai baffi ghiacciati, la calotta glaciale è ancora sinonimo delle parole forza della natura.

L’Artico è uno dei luoghi meno esplorati al mondo. Questo è l'ultimo posto selvaggio. Anche i nomi dei suoi mari e fiumi sono poco conosciuti, anche se molti di essi sono piuttosto grandi. Yenisei e Lena: ognuno di loro porta più acqua nel mare rispetto al Mississippi o al Nilo.

La Groenlandia, l’isola più grande del mondo, è sei volte più grande della Germania. Tuttavia, ha una popolazione di appena 57.000 abitanti, per la maggior parte Inuit, sparsi in piccole comunità costiere.

In totale, l’Artico – approssimativamente definito dal Circolo Polare Artico con una piccola area contigua a sud – ospita solo 4 milioni di persone, circa la metà delle quali vive in alcune tristi città post-sovietiche come Murmansk e Magadan. Il resto del territorio, comprese gran parte della Siberia, dell'Alaska settentrionale, del Canada settentrionale, della Groenlandia e della Scandinavia settentrionale, è abitato da pochissime persone. Tuttavia, la regione è tutt’altro che intoccabile.

Movimento in avanti veloce

Una mappa termica del mondo, codificata a colori per indicare i cambiamenti di temperatura, dipinge l’Artico di un vibrante bordeaux. Dal 1951, il riscaldamento è stato circa due volte più veloce della media globale. Durante questo periodo le temperature in Groenlandia sono aumentate di 1,5°C, rispetto ai circa 0,7°C a livello mondiale. Si prevede che questa discrepanza continui.

Un aumento di 2°C della temperatura globale – apparentemente inevitabile dato il continuo aumento delle emissioni di gas serra – significherebbe un riscaldamento di 3-6°C nell’Artico.

Quasi tutti i ghiacciai artici si sono ritirati. La quantità di territorio artico coperto dalla neve di inizio estate è diminuita di quasi un quinto dal 1966.

Ma è l’Oceano Artico quello che sta subendo i maggiori cambiamenti. Negli anni '70, '80 e '90, volumi minimi ghiaccio polare diminuendo di circa l’8% ogni decennio. Nel 2007, il ghiaccio marino si è spezzato, sciogliendosi durante l’estate fino al minimo di 4,3 milioni di metri quadrati. km. (1,7 milioni di miglia quadrate), si tratta solo della metà della media dell’area degli anni ’60 e del 24% in meno rispetto al minimo precedente, fissato nel 2005. Ciò ha liberato dai ghiacci – per la prima volta nella storia dell'umanità – il cosiddetto passaggio occidentale, la rotta marittima che attraversa le 36mila isole dell'arcipelago artico del Canada.

Gli scienziati cercano di spiegare questo affermando che nel 2007 tutte le forze della variabilità naturale, tra cui clima caldo, cielo sereno e correnti calde, allineati per esaltare lo scioglimento stagionale. Ma l’anno scorso non si è verificata una coincidenza così straordinaria: è stato un anno normale per l’Artico. E i volumi ghiaccio marino ridotto quasi alla stessa dimensione.

Non vi è alcun dubbio serio su quale sia la causa principale del riscaldamento. Nell’Artico, come in altre parti del pianeta, ciò avviene a causa dell’aumento delle emissioni di gas nell’atmosfera che intrappolano il calore, principalmente diossido di carbonio emessi dalla combustione di combustibili fossili. Perché l'atmosfera perde meno calore solare, si surriscalda - questo effetto fisico predetto nel 1896 dallo scienziato svedese Svante Arrhenius. Ma perché l’Artico si sta riscaldando più velocemente di altri luoghi?

Innanzitutto consideriamo quanto sia sensibile l’Artico ai cambiamenti di temperatura a causa della sua posizione. In entrambi gli emisferi, i sistemi climatici sono progettati per dirigere il calore dal vapore dell’equatore ai poli ghiacciati. Ma nel Nord questo scambio è molto più efficace. Ciò è in parte dovuto alle alte catene montuose dell’Europa, dell’Asia e delle Americhe, che aiutano a mescolare i fronti caldi e freddi, proprio come i massi dirigono il deflusso dell’acqua in un ruscello. L’Antartide, che è circondata da vasti mari meridionali, è soggetta a un mescolamento atmosferico molto minore.

Le masse continentali che circondano l’Artico impediscono inoltre agli oceani polari di circolare normalmente attorno ad esso, come fanno intorno all’Antartide. Si verifica invece un gigantesco scambio di masse di acqua fredda e calda da nord a sud, tra le masse terrestri artiche: l'oceano Pacifico scorre attraverso lo stretto di Bering, tra la Siberia e l'Alaska, e l'Atlantico attraverso lo stretto di Fram tra la Groenlandia e l'arcipelago norvegese di Spitsbergen.

Ciò mantiene la temperatura media annuale nell’alto Artico (margini settentrionali della terra e del mare al di là) a un valore relativamente caldo di -15 °C, con gran parte del resto dell’Artico vicino al punto di fusione per gran parte dell’anno. Anche un leggero riscaldamento può avere un impatto significativo sugli ecosistemi di una regione.

Anche l’Antartide si sta riscaldando, ma con una temperatura media annuale di -57°C, ci vorrà più di qualche estate calda perché questo diventi evidente.

Effetto Albedo

Anche un’efficace miscelazione dell’aria nord-sud può svolgere un ruolo nell’aumento del riscaldamento dell’Artico. I venti che soffiano verso nord trasportano sostanze inquinanti, inclusa la fuliggine dei camini europei e asiatici, e questo ha un potente effetto sull’aumento della temperatura della neve.

Negli ultimi decenni si è visto anche un aumento dei livelli di mercurio, un sottoprodotto della combustione del carbone, nei tessuti dei beluga, dei trichechi e degli orsi polari, di cui si nutrono gli eschimesi. Questo è un altro motivo per cui l’Artico non è vergine.

Ma motivo principale Ad aumentare l’effetto del riscaldamento nell’Artico è la sostituzione di neve leggera e ghiaccio con terreno o acqua di colore scuro. Poiché le superfici scure assorbono più calore rispetto alle superfici chiare, ciò provoca un riscaldamento locale, che porta a un maggiore scioglimento di neve e ghiaccio, che a sua volta libera ancora più terra e acqua scure, e così via.

Il cosiddetto effetto albedo ha effetti positivi più potenti di quanto la maggior parte dei ricercatori si aspettasse. La maggior parte dei modelli sui cambiamenti climatici prevede che l’Oceano Artico potrebbe liberarsi dai ghiacci durante l’estate prima della fine di questo secolo. Una ricerca pubblicata nel 2009 sulla rivista Geophysical Research Letters suggerisce che ciò potrebbe accadere prima del 2037. Alcuni ora credono che ciò avverrà ancora prima.

È difficile sopravvalutare le conseguenze drammatiche che ciò avrà. Può darsi che il mondo non avesse mai assistito a cambiamenti così sbalorditivi dai tempi dell’abbattimento delle grandi foreste americane nel XIX secolo, o forse dalla distruzione delle maestose foreste della Cina e dell’Europa occidentale mille anni prima. ambiente. Le conseguenze per gli ecosistemi artici saranno decisive.

Man mano che le antiche barriere di ghiaccio scompaiono, le coste artiche si stanno erodendo; parti della massa terrestre dell'Alaska si stanno ritirando di 14 metri (45 piedi) all'anno. Nicchie di alloggio come piscine sciogliere l'acqua sul ghiaccio pluriennale si riducono. È probabile che alcune specie artiche altamente specializzate si estinguano man mano che i loro habitat si restringono e le specie meridionali prendono il loro posto. Altri prospereranno.

I primi segni di questa ristrutturazione biologica sono già evidenti. La vita è difficile per le specie prettamente artiche, compreso l’orso polare. Le specie nuove nella regione, come lo sgombro e il merluzzo dell'Atlantico, vengono sempre più catturate nelle reti da traino. Tuttavia, le conseguenze dei cambiamenti nell’Artico si faranno sentire ben oltre i suoi confini.

Lo scioglimento dei ghiacciai marini non influenzerà il livello globale del mare perché il ghiaccio galleggia e sposta la propria massa di acqua di mare. Ma lo scioglimento dei ghiacciai avrà un impatto e l’Artico sta già perdendo i suoi accumuli di ghiaccio a un ritmo rapido.

La calotta glaciale della Groenlandia sta perdendo circa 200 gigatonnellate di ghiaccio all’anno, sufficienti a fornire acqua a miliardi di persone. Le calotte polari e i ghiacciai artici più piccoli insieme stanno perdendo quantità simili. Ancor prima che ciò diventasse chiaro, il Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC) prevedeva un aumento del livello del mare di 59 cm nel corso di questo secolo. Considerato quanto sta accadendo al nord, molti ormai considerano queste aspettative troppo modeste.

Si teme che il flusso dell’acqua di fusione dell’Artico possa interrompere i potenti “percorsi vorticosi” degli oceani del mondo, lo scambio di calde acque tropicali e fredde acque polari. Questo è già successo prima, da almeno sette volte negli ultimi 60mila anni, e questo va evitato.

Ma prove recenti suggeriscono che un simile disastro non è inevitabile. Un altro problema – ovvero che lo scioglimento dell’Artico potrebbe rilasciare enormi quantità di anidride carbonica e metano – si profila sempre più chiaramente. Anche questo avveniva già circa 55mila anni fa, provocando un aumento della temperatura globale di 5°C nell’arco di diverse migliaia di anni.

Tali rischi sono difficili da monitorare a meno che non siano troppo pericolosi. Molti elementi di cambiamento nell’Artico, compresi i tassi di scioglimento delle nevi e di ritiro dei ghiacciai, rientrano ancora nelle variazioni storiche.

Tuttavia, il fatto che questi cambiamenti siano causati dall’attività umana non ha precedenti e presenta un’enorme incertezza sulla rapidità con cui si verificheranno. Per coloro che sono inclini a ignorare i rischi, vale la pena notare che anche le proiezioni più estreme di riscaldamento nelle regioni artiche sono in ritardo rispetto a ciò che è realmente accaduto.

Le ricchezze del Nord

A lungo termine, lo scioglimento dei ghiacci nel nord potrebbe avere conseguenze devastanti. Ma, paradossalmente, nessuna specie artica ne trarrà beneficio tanto quanto quella che lo ha causato: gli esseri umani.

La scomparsa dei ghiacciai marini potrebbe significare la fine dell'ultima cultura eschimese. Tuttavia, un forte riscaldamento potrebbe arricchire molte persone.

Man mano che la tundra ghiacciata si ritira verso nord, vaste aree dell’Artico diventeranno adatte agricoltura. Una primavera artica anticipata potrebbe portare a un aumento del 25% della produzione vegetale. Ciò consentirà ai groenlandesi di coltivare più delle misere 100 tonnellate di patate che coltivano attualmente.

Anche molti altri materiali preziosi diventeranno sempre più disponibili. L’Artico è già una grande fonte di minerali, tra cui lo zinco in Alaska, l’oro in Canada, il ferro in Svezia e il nichel in Russia, con molti altri in attesa di essere estratti.

L’Artico ha anche molto petrolio e gas. Le licenze per l'esplorazione del sottosuolo sono attualmente rilasciate in tutta la regione: Stati Uniti, Canada, Groenlandia, Norvegia e Russia.

Il 18 aprile ExxonMobil ha approvato i termini dell'accordo con Compagnia russa Rosneft prevede di investire fino a 500 miliardi di dollari nello sviluppo delle riserve offshore, anche nell’Artico russo. Le compagnie petrolifere non amano parlarne, ma ciò indica altri effetti positivi a catena dello scioglimento dell’Artico. Il cambiamento climatico derivante dall’uso di combustibili fossili consentirà la produzione di una maggiore quantità di idrocarburi artici, che verranno poi bruciati.

Queste nuove industrie artiche non appariranno dall’oggi al domani. Ci sono ancora molti ghiacciai su cui continuare a lavorare nel nord, eccezionalmente duro e costoso, le notti 24 ore su 24 e i cicloni artici renderanno il tutto ancora più duro.
È improbabile che la maggior parte dei moderni sforzi di esplorazione produca idrocarburi. Almeno per i prossimi dieci anni. Ma col tempo accadrà. Il prezzo è enorme e compagnie petrolifere e i governi dei paesi artici sono pronti a pagarlo.

Poco prima della firma del contratto tra ExxonMobil e Rosneft, il presidente russo Vladimir Putin ha annunciato l'intenzione di rendere molto più attraente per gli stranieri investire nel settore energetico offshore russo.

“Le riserve offshore, soprattutto nell’Artico, sono, senza esagerare, una riserva strategica nel 21° secolo”, ha affermato.

Nella prima metà del XX secolo, l’Artico, in quanto via più breve tra Russia e America, era il teatro più probabile di una guerra nucleare, e alcuni vedono nel suo sviluppo il potenziale di nuovi conflitti. Russia e Canada, i due paesi più grandi dell’Artico per superficie terrestre, stanno alimentando questa paura, con l’Artico che alimenta un feroce sentimento nazionalista in entrambi i paesi.

Dal punto di vista delle regioni settentrionali, alcuni degli otto paesi artici stanno perseguendo un certo grado di militarizzazione della regione. La Norvegia ha trasferito il suo centro di comando militare nella città artica di Reitan nel 2009. La Russia sta sostituendo e modernizzando sei dei suoi rompighiaccio nucleari, nonché alcune parti delle sue infrastrutture civili, tenendo conto delle questioni di sicurezza. Tuttavia, il nostro rapporto speciale suggerisce che gli avvertimenti sui conflitti nell’Artico, così come sul clima, sono troppo surriscaldati.

L'Artico non è una terra di nessuno. A differenza dell’Antartide, che è governata da un trattato internazionale, la maggior parte del suo territorio è delimitato. Tra una mezza dozzina di controversie territoriali nella regione, forse la più grande è quella tra Stati Uniti e Canada sullo status del Passaggio a Nord-Ovest. Questi due paesi non inizieranno una guerra. E la maggior parte dei paesi artici sono membri della NATO.

Tuttavia, lo scioglimento dell’Artico avrà implicazioni geostrategiche che vanno oltre la possibilità che i paesi ricchi di risorse diventino più ricchi. L’impatto potenzialmente devastante dell’apertura di nuove rotte commerciali è chiaro. La navigazione lungo la costa della Siberia lungo il passaggio nord-orientale, o la Rotta del Mare del Nord (NSR), come la chiamano russi e marinai, riduce la distanza tra Europa occidentale E Asia orientale di circa un terzo. La traversata è attualmente aperta quattro o cinque mesi all'anno e sta diventando sempre più utilizzata.

Nel 2010 solo quattro navi utilizzavano la NSR; l'anno scorso erano già 34 in entrambe le direzioni, comprese navi cisterna, navi per la pesca refrigerata e persino una nave da crociera.

Grandi esportatori asiatici: Cina, Giappone e Corea del Sud- stanno già investendo o progettando di farlo nella costruzione di navi rompighiaccio. Per la Russia, che ha grandi progetti per sviluppare la rotta marittima insieme ai centri di trasbordo e altre infrastrutture, questo è un doppio vantaggio. Ciò lo aiuterà a rifornire il mercato delle risorse artiche più rapidamente e, man mano che la NSR diventa sempre più utilizzata, a diversificare la sua economia dipendente dagli idrocarburi.

Vi sono rischi che si verifichi una controversia o una guerra in questa questione che richiede una risoluzione. Ciò che è positivo per la Russia potrebbe essere negativo per l’Egitto, che l’anno scorso ha guadagnato più di 5 miliardi di dollari di entrate dal Canale di Suez, una rotta marittima alternativa est-ovest.

È quindi molto positivo che il lavoro del club regionale, il Consiglio Artico, sia promettente.

Ma come conciliare i rischi ambientali dello scioglimento dell’Artico con le opportunità economiche che porterà? Il ritiro dei ghiacciai marini è opera delle mani, proprio come l’aratura delle praterie. Potrebbe addirittura rivelarsi vantaggioso. Ma anche i costi saranno enormi. Ecosistemi unici e molti tipi di natura andranno perduti con i cambiamenti dell’ambiente. La ragione di ciò è l’inquinamento globale e anche i rischi che ne derivano sono globali. L’Artico, che non sembra più così distante e intoccabile, è emerso come un potente simbolo dell’era umana.

La radiazione solare totale che arriva sulla superficie terrestre viene parzialmente riflessa da essa e da essa dispersa: questo è radiazione riflessa (R k), costituisce circa il 3% di tutta la radiazione solare. La radiazione rimanente viene assorbita strato superiore suolo o acqua e si chiama radiazione assorbita(47%). Serve come fonte di energia per tutti i movimenti e processi nell'atmosfera. La quantità di riflessione e, di conseguenza, l'assorbimento della radiazione solare dipende dalla riflettività della superficie, o albedo. Albedo superficialeè il rapporto tra la radiazione riflessa e la radiazione totale, espresso come frazione di unità o come percentuale: A=R k /Q∙100%.La radiazione riflessa è espressa dalla formula R k =Q∙A, il restante assorbito - D-Rk O (Q·(1–A), dove 1– UN - coefficiente di assorbimento e UN calcolato in frazioni di uno.

L'albedo della superficie terrestre dipende dalle sue proprietà e condizioni (colore, umidità, rugosità, ecc.) e varia ampiamente, soprattutto alle latitudini temperate e subpolari a causa del cambiamento delle stagioni dell'anno. L'albedo più alto è per la neve appena caduta - 80-90%, per la sabbia leggera asciutta - 40%, per la vegetazione - 10-25%, per il chernozem bagnato - 5%. Nelle regioni polari, l'elevata albedo della neve annulla il vantaggio della grande quantità di radiazione totale ricevuta nella metà estiva dell'anno. L'albedo delle superfici idriche è mediamente inferiore a quello delle terre emerse, poiché nell'acqua i raggi penetrano più in profondità negli strati superficiali che nei suoli, vi vengono dispersi e assorbiti. Allo stesso tempo, l'albedo dell'acqua è fortemente influenzato dall'angolo di incidenza della luce solare: più è piccolo, maggiore è la riflettività. Con un'incidenza verticale dei raggi l'albedo dell'acqua è

2-5%, a piccoli angoli - fino al 70%. In generale, l’albedo superficiale dell’Oceano Mondiale è inferiore al 20%, quindi l’acqua assorbe fino all’80% della radiazione solare totale, essendo un potente accumulatore di calore sulla Terra.

Interessante è anche la distribuzione dell'albedo alle diverse latitudini. globo e nelle diverse stagioni.

L'albedo generalmente aumenta dalle basse alle alte latitudini, il che è associato all'aumento della nuvolosità sopra di esse, alla superficie di neve e ghiaccio delle regioni polari e ad una diminuzione dell'angolo di incidenza dei raggi solari. In questo caso, un massimo di albedo locale è visibile alle latitudini equatoriali a causa dell'ampiezza

nuvolosità e minimi alle latitudini tropicali con la loro nuvolosità minima.

Le variazioni stagionali dell'albedo nell'emisfero settentrionale (continentale) sono maggiori che in quello meridionale, a causa della sua reazione più acuta ai cambiamenti stagionali della natura. Ciò è particolarmente evidente alle latitudini temperate e subpolari, dove l'albedo si riduce in estate a causa della vegetazione verde e aumenta in inverno a causa del manto nevoso.

L'albedo planetario della Terra è il rapporto tra la radiazione a onde corte "inutilizzata" che fuoriesce nello spazio (tutta riflessa e una parte diffusa) e numero totale radiazione solare che raggiunge la Terra. Si stima al 30%.

La tendenza a lungo termine dell’albedo è verso il raffreddamento. Dietro l'anno scorso Le misurazioni satellitari mostrano una scarsa tendenza.

Il cambiamento nell'albedo terrestre è potenzialmente impatto potente sul clima. Quando l’albedo, o riflettività, aumenta, più luce solare viene riflessa nello spazio. Ciò ha un effetto di raffreddamento sulle temperature globali. Al contrario, una diminuzione dell’albedo riscalda il pianeta. Una variazione dell'albedo di appena l'1% dà un effetto di radiazione di 3,4 W/m2, paragonabile all'effetto del raddoppio della CO2. In che modo l’albedo ha influenzato le temperature globali negli ultimi decenni?

Tendenze dell'albedo fino al 2000

L'albedo della Terra è determinata da diversi fattori. La neve e il ghiaccio riflettono bene la luce, quindi quando si sciolgono l'albedo diminuisce. Le foreste hanno un albedo inferiore rispetto agli spazi aperti, quindi la deforestazione aumenta l'albedo (notiamo che la distruzione di tutte le foreste non fermerà il riscaldamento globale). Gli aerosol hanno un effetto diretto e indiretto sull'albedo. L'effetto diretto è la riflessione della luce solare nello spazio. Un effetto indiretto è che le particelle di aerosol agiscono come nuclei di umidità, il che influenza la formazione e la durata delle nuvole. Le nuvole, a loro volta, influenzano la temperatura globale in diversi modi. Raffreddano il clima riflettendo la luce solare, ma possono anche avere un effetto riscaldante intrappolando la radiazione infrarossa in uscita.

Tutti questi fattori devono essere presi in considerazione quando si sommano le varie forzanti radiative che determinano il clima. I cambiamenti nell'uso del suolo sono calcolati da ricostruzioni storiche dei cambiamenti nella composizione delle terre coltivate e dei pascoli. Le osservazioni dai satelliti e da terra consentono di determinare le tendenze dei livelli di aerosol e dell'albedo delle nuvole. Si può vedere che l'albedo delle nuvole è il fattore più forte vari tipi albedo. La tendenza a lungo termine è verso il raffreddamento, l’impatto è di -0,7 W/m2 dal 1850 al 2000.

Fig.1 Forzante radiativo totale medio annuo(Capitolo 2 dell'IPCC AR4) .

Tendenze dell'albedo dopo il 2000.

Un modo per misurare l'albedo terrestre è osservare la luce cinerea della Luna. Questa è la luce solare riflessa prima dalla Terra e poi riflessa dalla Luna sulla Terra durante la notte. La luce color cenere della Luna è stata misurata dal Big Bear Solar Observatory dal novembre 1998 (numerose misurazioni sono state effettuate anche nel 1994 e nel 1995). La Figura 2 mostra i cambiamenti nell'albedo dalla ricostruzione dei dati satellitari (linea nera) e dalle misurazioni della luce cinerea della Luna (linea blu) (Palle 2004).

Fig. 2 Cambiamenti dell'albedo ricostruiti dai dati satellitari ISCCP (linea nera) e dai cambiamenti nella luce della cenere della Luna (linea in basso). La scala verticale destra mostra la forzatura radiativa negativa (cioè il raffreddamento) (Palle 2004).

I dati nella Figura 2 sono problematici. Linea nera, ricostruzione dei dati satellitari ISCCP" è un parametro puramente statistico e ha poco significato fisico, perché non tiene conto delle relazioni non lineari tra le proprietà delle nubi e della superficie e l'albedo planetario, e non include i cambiamenti dell'aerosol nell'albedo, come quelli associati al Monte Pinatubo o alle emissioni di solfati antropogeniche" (Clima reale).

Ancora più problematico è il picco dell’albedo intorno al 2003, visibile nella linea blu della luce cinerea della Luna. Ciò contraddice fortemente i dati satellitari, che al momento mostrano poche tendenze. Per fare un confronto, possiamo ricordare l'eruzione del Pinatubo nel 1991, che riempì l'atmosfera di aerosol. Questi aerosol riflettevano la luce solare, creando una forzante radiativa negativa di 2,5 W/m2. Ciò ha ridotto drasticamente le temperature globali. I dati sulla luce della cenere hanno poi mostrato un impatto di quasi -6 W/m2, il che avrebbe dovuto significare un calo della temperatura ancora maggiore. Nessun evento simile si è verificato nel 2003. (Wielicki 2007).

Nel 2008 è stata scoperta la causa della discrepanza. Il Big Bear Observatory ha installato un nuovo telescopio per misurare la luce cinerea della luna nel 2004. Con i dati nuovi e migliorati, hanno ricalibrato i vecchi dati e rivisto le stime dell'albedo (Palle 2008). Riso. 3 mostra i valori di albedo vecchi (linea nera) e aggiornati (linea blu). Il picco anomalo del 2003 è scomparso. Tuttavia, la tendenza all’aumento dell’albedo dal 1999 al 2003 è rimasta.

Riso. 3 Cambiamenti nell'albedo terrestre in base alle misurazioni della luce cinerea della Luna. Linea nera - l'albedo cambia secondo la pubblicazione del 2004 (Palle 2004). Linea blu - modifiche dell'albedo aggiornate a seguito di miglioramenti nelle procedure di analisi dei dati, includendo anche dati su un periodo di tempo più lungo (Palle 2008).

Con quanta precisione è possibile determinare l'albedo dalla luce cinerea della luna? Il metodo non ha portata globale. Colpisce circa un terzo della Terra in ogni osservazione, con alcune aree che rimangono sempre "invisibili" dal sito di osservazione. Inoltre, le misurazioni sono poco frequenti e vengono effettuate in un intervallo di lunghezze d'onda ristretto di 0,4-0,7 µm (Bender 2006).

Al contrario, i dati satellitari come CERES, che è una misurazione globale della radiazione a onde corte della Terra, includono tutti gli effetti delle proprietà superficiali e atmosferiche. Rispetto alle misurazioni della luce di cenere, coprono un intervallo più ampio (0,3-5,0 µm). L'analisi dei dati CERES non mostra alcuna tendenza a lungo termine dell'albedo dal marzo 2000 al giugno 2005. Il confronto con tre set di dati indipendenti (MODIS, MISR e SeaWiFS) mostra un "notevole accordo" tra tutti e 4 i risultati (Loeb 2007a).

Riso. 4 Variazioni mensili delle medie del flusso CERES SW TOA e della frazione nuvolosa MODIS ().

L’Albedo ha influenzato le temperature globali, principalmente in una direzione di raffreddamento nel trend a lungo termine. In termini di tendenze recenti, i dati sulla luce della cenere mostrano un aumento dell’albedo dal 1999 al 2003, con pochi cambiamenti dopo il 2003. I satelliti mostrano pochi cambiamenti dal 2000. L’impatto radiativo derivante dai cambiamenti nell’albedo è stato minimo negli ultimi anni.