אלבדו של כדור הארץ. חומר חי מגביר את קליטת קרינת השמש על פני כדור הארץ, ומפחית את האלבדו לא רק של היבשה, אלא גם של האוקיינוס. צמחיית קרקע, כידוע, מפחיתה משמעותית את השתקפותה של קרינת השמש קצרת הגלים לחלל. האלבדו של יערות, כרי דשא, שדות אינו עולה על 25%, אך נקבע לעתים קרובות יותר על ידי נתונים מ-10% עד 20%. רק במשטח מים חלק עם קרינה ישירה וצ'רנוזם לח (כ-5%) יש פחות אלבדו. אולם, אדמה יבשה חשופה או אדמה מכוסה שלג משקפים תמיד הרבה יותר קרינת שמש מאשר כשהם מוגנים על ידי צמחייה. ההבדל יכול להגיע לכמה עשרות אחוזים. אז שלג יבש משקף 85-95% מקרינת השמש, והיער בנוכחות כיסוי שלג יציב - רק 40-45%.[ ...]

כמות חסרת מימד המאפיינת את ההשתקפות של גוף או מערכת גופים. א. אלמנט של משטח רפלקטיבי - היחס (באחוזים) בין עוצמת (צפיפות השטף) של הקרינה המוחזרת מאלמנט זה לעוצמת (צפיפות השטף) של הקרינה הנכנסת עליו. זה מתייחס השתקפות מפוזרת; במקרה של השתקפות כיוונית, לא מדברים על א', אלא על מקדם ההשתקפות. מבחינים בין אינטגרל A - לקרינה על כל טווח אורכי הגל שלו, לבין ספקטרלי A - לחלקים בודדים של הספקטרום. ראה גם את האלבדו של פני השטח הטבעיים, האלבדו של כדור הארץ.[ ...]

אדמה אלבדו. אחוז קרינת השמש המופקת על ידי הגלובוס (יחד עם האטמוספירה) חזרה לחלל העולם, לקרינת השמש הנכנסת לגבול האטמוספירה. החזרת קרינת השמש על ידי כדור הארץ מורכבת מהשתקפות מפני השטח של כדור הארץ, פיזור קרינה ישירה על ידי האטמוספירה לחלל העולם (פיזור לאחור) והשתקפות מהמשטח העליון של העננים. א' 3. בחלק הגלוי של הספקטרום (חזותי) - כ-40%. עבור השטף האינטגרלי של קרינת השמש, האינטגרל (האנרגיה) A. 3. הוא כ-35%. בהיעדר עננים, חזותית א' 3 תהיה בערך 15%.[ ...]

אלבדו הוא ערך המאפיין את רפלקטיביות פני השטח של גוף; היחס (ב%) בין שטף קרינת השמש המוחזר לשטף הקרינה הנובעת.[ ...]

האלבדו של משטח תלוי בצבע, חספוס, לחות ותכונות אחרות שלו. האלבדו של משטחי המים בגובה שמש מעל 60 מעלות קטן מהאלבדו של היבשה, שכן קרני השמש, החודרות למים, נספגות ומפוזרות בה במידה רבה.[ ...]

האלבדו של כל המשטחים, ובמיוחד אלה המים, תלוי בגובה השמש: האלבדו הקטן ביותר מתרחש בצהריים, הגדול ביותר - בבוקר ובערב. זאת בשל העובדה שבגובה נמוך של השמש גדל שיעור הקרינה המפוזרת בהרכב הקרינה הכוללת, המשתקפת מהמשטח הבסיסי המחוספס במידה רבה יותר מקרינה ישירה.[ ...]

ALBEDO הוא ערך המאפיין את ההשתקפות של כל משטח. א' מתבטא כיחס בין הקרינה המוחזרת על ידי פני השטח לקרינת השמש המגיעה לפני השטח. לדוגמה, A. chernozem - 0.15; חול - 0.3-0.4; ממוצע A. כדור הארץ - 0.39, ירח - 0.07.[ ...]

להלן האלבדו (%) של קרקעות, סלעים וכיסוי צמחייה שונים (צ'ודנובסקי, 1959): צ'רנוזם יבש -14, צ'רנוזם רטוב - 8, סירוזם יבש - 25-30, סירוזם רטוב 10-12, חימר יבש -23, רטוב חימר - 16, חול לבן וצהוב - 30-40, חיטה אביבית - 10-25, חיטת חורף - 16-23, דשא ירוק -26, דשא מיובש -19, כותנה -20-22, אורז - 12, תפוחי אדמה - 19 .[ ..]

חישובים מדוקדקים של האלבדו היבשתי של תקופת הפליוקן המוקדמת (לפני 6 מיליון שנים) הראו שבאותה תקופה האלבדו של פני הקרקע של חצי הכדור הצפוני היה 0.060 פחות מזה המודרני, וכפי שמעידים נתונים פליאוקלימטיים, האקלים של תקופה זו הייתה חמה ולחה יותר; בקווי הרוחב האמצעיים והגבוהים של אירואסיה ו צפון אמריקהכיסוי הצמחייה נבדל בהרכב מינים עשיר יותר, יערות כבשו שטחים עצומים, בצפון הם הגיעו לחופי היבשות, בדרום עבר גבולם מדרום לגבול אזור היער המודרני.[ ...]

מדידות באמצעות מדי אלבדו הממוקמים בגובה של 1-2 מ' מעל פני כדור הארץ מאפשרות לקבוע את האלבדו של שטחים קטנים. ערכי האלבדו של קטעים ארוכים המשמשים בחישובים של מאזן הקרינה נקבעים ממטוס או מלוויין. ערכי אלבדו אופייניים: אדמה רטובה 5-10%, צ'רנוזם 15%, אדמת חרסית יבשה 30%, חול קל 35-40%, גידולי שדה 10-25%, כיסוי דשא 20-25%, יער - 5-20%, טרי. שלג ירד 70-90%; משטח מים לקרינה ישירה מ-70-80% עם השמש קרובה לאופק ועד 5% עם שמש גבוהה, לקרינה מפוזרת כ-10%; משטח עליון של עננים 50-65%.[ ...]

התלות המקסימלית של האלבדו נצפית על משטחים טבעיים, שעליהם, יחד עם השתקפות מפוזרת, נצפית השתקפות ספקקולרית מלאה או חלקית. אלה הם פני מים חלקים ומעט נסערים, קרח, שלג מכוסה עירוי.[ ...]

ברור, עבור אלבדו פיזור יחיד נתון, הקליטה תגדל עם עלייה בשבריר הקרינה המפוזרת וריבוי הפיזור הממוצע. עבור ענני שכבה, ככל שזווית הזניט של השמש גדלה, הקליטה פוחתת (טבלה 9.1), מכיוון שהאלבדו של שכבת הענן גדל, וככל הנראה, ריבוי הפיזור הממוצע של הקרינה המוחזרת פוחת עקב ההרחבה החזקה קדימה של אינדיקטורת פיזור. תוצאה זו תואמת את החישובים. לגבי ענני קומולוס, הקשר ההפוך נכון, אשר מוסבר על ידי העובדה שבעננים גדולים שיעור הקרינה המפוזרת גדל בחדות. עבור Q=0°, אי השוויון Pst (¿1, zw+1) > РСu, r/+1) תקף, מה שנובע מהעובדה שלקרינה המגיעה דרך הצדדים של ענני קומולוס יש, בממוצע, ריבוי פיזור נמוך יותר. ב-=60°, ההשפעה הקשורה לעלייה בשבר הממוצע של קרינה מפוזרת חזקה יותר מההשפעה עקב ירידה בריבוי הפיזור הממוצע, כך שהאי-שוויון ההפוך נכון.[ ...]

קירוב הפיקסלים העצמאי (IPP) משמש לחישוב האלבדו הממוצע המרחבי. משמעות הקירוב היא שתכונות הקרינה של כל פיקסל תלויות רק בעובי האופטי האנכי שלו ואינן תלויות בעובי האופטי של אזורים סמוכים. משמעות הדבר היא שאנו מזניחים את ההשפעות הקשורות לממדים סופיים של פיקסלים והעברת קרינה אופקית.[ ...]

ישנם אלבדו אינטגרלי (אנרגיה) עבור כל שטף הקרינה ואלבדו ספקטרלי עבור חלקים ספקטרליים בודדים של קרינה, כולל אלבדו חזותי עבור קרינה באזור הנראה של הספקטרום. מכיוון שהאלבדו הספקטרלי שונה עבור אורכי גל שונים, A.E.P משתנה עם גובה השמש עקב שינוי בספקטרום הקרינה. המהלך השנתי של A.E.P. תלוי בשינויים באופי המשטח הבסיסי.[ ...]

הנגזרת 911/dC היא ההפרש בין האלבדו הממוצע של ענני שכבות וקומולוס, שיכול להיות חיובי או שלילי (ראה איור 9.5, א).[ ...]

נדגיש כי בערכים נמוכים של לחות, האלבדו היבשתי משתנה בצורה החדה ביותר, ותנודות קטנות בתכולת הלחות של היבשות אמורות להוביל לתנודות משמעותיות באלבדו, וכתוצאה מכך, בטמפרטורה. עלייה בטמפרטורת האוויר העולמית מובילה לעלייה בתכולת הלחות שלו (אטמוספירה חמה מכילה יותר אדי מים) ולעלייה באידוי מי האוקיינוס ​​העולמי, אשר בתורו תורם למשקעים ביבשה. עלייה נוספת בטמפרטורה ובלחות של היבשות מבטיחה פיתוח משופר של כיסוי צמחייה טבעית (לדוגמה, התפוקה של יערות גשם טרופיים בתאילנד היא 320 סנטנרים של משקל יבש ל-1 דונם, והערבות המדבריות של מונגוליה - 24 סנטנרים). זה תורם לירידה גדולה עוד יותר באלבדו של הארץ, כמות אנרגיית השמש הנספגת עולה, כתוצאה מכך ישנה עלייה נוספת בטמפרטורה ובלחות.[ ...]

באמצעות פירנומטר ניתן גם לקבוע בקלות את האלבדו של פני כדור הארץ, כמות הקרינה היוצאת מהתא וכו'. מבין המכשירים המיוצרים בתעשייה, מומלץ להשתמש בפירנומטר M-80 בשילוב עם ה-GSA-1 מצביע גלוונומטר.[ ...]

ההשפעה של כיסוי עננים על הביוספרה היא מגוונת. הוא משפיע על האלבדו של כדור הארץ, מעביר מים מפני השטח של הימים והאוקיינוסים אל היבשה בצורה של גשם, שלג, ברד, וגם מכסה את כדור הארץ בלילה כמו שמיכה, ומפחית את הקירור הקרינה שלו.[ ...]

מאזן הקרינה יכול להשתנות באופן משמעותי בהתאם לאלבדו של פני כדור הארץ, כלומר ביחס בין אנרגיית האור השמש הנכנסת המוחזרת, המתבטאת בשברים של יחידה. שלג יבש ומרבצי מלח הם בעלי האלבדו הגבוה ביותר (0.8-0.9); ערכי אלבדו ממוצעים - צמחייה; הקטנים ביותר - גופי מים (מאגרים ומשטחים רוויים במים) - 0.1-0.2. אלבדו משפיע על אספקה ​​לא שוויונית של אנרגיה סולארית למשטחים באיכות שונה של כדור הארץ והאוויר הסמוך לו: הקטבים וקו המשווה, יבשה ואוקיינוס, חלקים שוניםסושי בהתאם לאופי המשטח וכו'[ ...]

אחרי הכל, יש צורך לקחת בחשבון פרמטרים אקלימיים חשובים כמו אלבדו - פונקציה של לחות. האלבדו של הביצות, למשל, קטן פי כמה מהאלבדו של המדבריות. וזה נראה בבירור מנתוני לוויין, לפיהם במדבר סהרה יש אלבדו גבוה מאוד. אז, התברר שכשהאדמה נרטבת, מתרחש גם משוב חיובי. הלחות עולה, כדור הארץ מתחמם יותר, האוקיינוסים מתאדים יותר, יותר לחות יורדת על היבשה, הלחות עולה שוב. קשר חיובי זה ידוע בקלימטולוגיה. וכבר הזכרתי את הקשר החיובי השני בעת ניתוח הדינמיקה של תנודות במפלס הים הכספי.[ ...]

בגרסה השנייה של החישוב, הונח כי מידת התלות של האלבדו במאגרי הלחות של האדמה ירדה פי 4, ומידת התלות של כמות המשקעים בטמפרטורה ירדה בפקטור של שניים. התברר שבמקרה הזה יש גם למערכת המשוואות (4.4.1) פתרונות כאוטיים. במילים אחרות, השפעת הכאוס היא משמעותית ונמשכת על פני מגוון רחב של שינויים בפרמטרים של המערכת ההידרוקלימטית.[ ...]

הבה נבחן עוד את השפעת כיסוי הקרח. לאחר הצגת נתונים אמפיריים על האלבדו, Budyko הוסיף למשוואה המתייחסת טמפרטורה לקרינה מונח שלוקח בחשבון את התלות הלא לינארית של השפעת כיסוי הקרח, שהיא הגורם לאפקט ההגברה העצמית.[ .. .]

פיזור מרובה ממלא תפקיד משמעותי בהיווצרות שדה הקרינה בעננים, לכן, האלבדו L והעברת קרינה מפוזרת (מגיעים לערכים גדולים אפילו בפיקסלים הממוקמים מחוץ לעננים (איור 9.4, ב,). ד) לעננים יש עובי שונה, אשר במימוש שדה ענן נתון משתנה בין 0.033 ל-1.174 ק"מ שדה הקרינה המוחזר על ידי ענן בודד מתפשט בחלל וחופף לשדות הקרינה של עננים אחרים לפני שהוא מגיע למישור r-AH , שבו נקבע האלבדו ההשפעות המתפשטות והחפיפות מחליקות את תלות האלבדו כל כך מקואורדינטות אופקיות, עד שפרטים רבים מוסווים וקשה לשחזר חזותית את התמונה האמיתית של התפלגות העננים בחלל באמצעות ערכי אלבדו ידועים. (איור 9.4, א, ב). צמרות העננים החזקים ביותר נראים בבירור, שכן במקרה זה השפעת ההשפעות הנ"ל אינה מספקת. אלבדו משתנה בין 0.24 ל-0.65, והערך הממוצע שלו הוא 0.33.[ . ..]

עקב פיזור מרובה במערכת "המשטח התחתון של האטמוספירה" ב ערכים גדוליםהאלבדו של הקרינה המפוזרת גדל. בשולחן. 2.9, שנערך על פי נתוני ק. יא. קונדרטייב, מציג את ערכי שטף הקרינה המפוזר ולשמיים ללא עננים וערכים שונים של האלבדו של המשטח הבסיסי (/ha = 30°).[ ...]

ההסבר השני מתייחס למאגרים. הם נכללים במאזן האנרגיה כקומפלקסים המשנים את האלבדו של פני השטח הטבעיים. וזה נכון, בהתחשב בשטחים הגדולים של מאגרים שממשיכים לגדול.[ ...]

הקרינה המוחזרת מפני השטח של כדור הארץ היא המרכיב החשוב ביותר במאזן הקרינה שלו. האלבדו האינטגרלי של משטחים טבעיים משתנה בין 4-5% עבור גופי מים עמוקים בגבהים סולאריים מעל 50° ועד 70-90% עבור שלג יבש טהור. כל המשטחים הטבעיים מאופיינים בתלות של האלבדו בגובה השמש. השינויים הגדולים ביותר באלבדו נצפים מהזריחה ועד לגובהו מעל האופק של כ-30%.[ ...]

תמונה שונה לחלוטין נצפית באותם מרווחים ספקטרליים שבהם חלקיקי הענן עצמם סופגים בעוצמה והאלבדו המפזר יחיד קטן (0.5 - 0.7). מכיוון שחלק ניכר מהקרינה נספג בכל אירוע פיזור, אלבדו הענן יווצר בעיקר עקב ריבוי הפיזור הראשונים ולכן יהיה רגיש מאוד לשינויים באינדיקטרית הפיזור. נוכחותו של גרעין עיבוי כבר אינה מסוגלת לשנות באופן משמעותי את האלבדו הפיזור היחיד. מסיבה זו, באורך גל של 3.75 מיקרומטר, השפעת האינדיקטריקס של אירוסול שולטת והאלבדו הספקטרלי של עננים גדל בערך פי 2 (טבלה 5.2). עבור אורכי גל מסוימים, ההשפעה הנובעת מהספיגה על ידי אירוסול עשן יכולה לפצות בדיוק על ההשפעה עקב הקטנת גודל טיפות הענן, והאלבדו לא ישתנה.[ ...]

לשיטת RPMS, כפי שראינו, יש מספר חסרונות הקשורים להשפעת האירוסול והצורך בהכנסת תיקונים לאלבדו של הטרופוספירה ולמשטח הבסיסי. אחת המגבלות היסודיות של השיטה היא חוסר האפשרות לקבל מידע מחלקים באטמוספירה שאינם מוארים על ידי השמש. השיטה לתצפית על הפליטה הפנימית של אוזון ברצועת 9.6 מיקרומטר משוללת חסרון זה. מבחינה טכנית השיטה פשוטה יותר ומאפשרת מדידות מרחוק בהמיספרות היום והלילה, בכל אזור גיאוגרפי. פרשנות התוצאות פשוטה יותר במובן זה שבאזור הספקטרום הנבחן ניתן להזניח תהליכי פיזור והשפעה של קרינת שמש ישירה. מבחינה אידיאולוגית, שיטה זו מתייחסת שיטות קלאסיות בעיות הפוכותמטאורולוגיה לוויינית בטווח ה-IR. הבסיס לפתרון בעיות כאלה הוא משוואת ההעברה הקרינה, ששימשה בעבר באסטרופיזיקה. בימוי ו מאפיינים כללייםבעיות של צליל מטאורולוגי והיבטים מתמטיים של הפתרון כלולים במונוגרפיה היסודית של ק.י. קונדרטייב ויו. מ. טימופייב.[ ...]

U.K.R עבור כדור הארץ בכללותו, מבוטא כאחוז מהזרימה של קרינת השמש לגבול העליון של האטמוספירה, נקרא אלבדו של כדור הארץ או האלבדו הפלנטרי (של כדור הארץ).[ ...]

[ ...]

נכון, ירידה בתכולת אדי המים פירושה גם ירידה בעיננות, והעננים פועלים כגורם העיקרי שמגביר את האלבדו של כדור הארץ או מקטין אותו אם העיננות פוחתת.[ ...]

יש צורך בנתונים מדויקים יותר גם על תהליכי פוטודיסוציאציה (02, NO2, H2O2 וכו'), כלומר על חתכי ספיגה ותפוקות קוונטיות, וכן על תפקיד פיזור אור אירוסול ואלבדו בתהליך הדיסוציאציה. השונות של חלק הגל הקצר של ספקטרום השמש לאורך זמן גם היא מעוררת עניין רב.[ ...]

חשוב לציין כי לפיטופלנקטון יש רפלקטיביות גבוהה יותר (Lx 0.5) באורכי גל של קרינת שמש L > 0.7 מיקרומטר מאשר ב-X קצר יותר (Lx 0.1). מהלך ספקטרלי כזה של אלבדו קשור לצורך של אצות, מצד אחד, לספוג קרינה פעילה פוטוסינתטית (איור 2.29), ומצד שני, להפחית התחממות יתר. זה האחרון מושג כתוצאה מהשתקפות על ידי פיטופלנקטון של קרינה באורך גל ארוך יותר. ניתן להניח שהנוסחאות הניתנות בסעיף 2.2 מתאימות גם לחישוב פרמטרים כאלה של זרימות חום כמו קרינה נכנסת ויוצאת, פליטות ואלבדו, ובלבד שלנתונים על Ha ואלמנטים מטאורולוגיים אחרים יש גם רזולוציית זמן גבוהה יותר (כלומר שהתקבלה). עם שלב זמן קצר יותר).[ ...]

מההנחה הסבירה מבחינה פיזיקלית שריכוז אדי המים עולה עם עליית הטמפרטורה, נובע שניתן לצפות לעלייה בתכולת המים, שעלייתה מובילה לעלייה באלבדו של העננים, אך השפעה מועטה על טווח הארוך שלהם. קרינת גלים, למעט ענני צירוס שאינם שחורים לחלוטין. זה מפחית את חימום האטמוספירה והמשטח על ידי קרינת השמש, ומכאן את הטמפרטורה, ומספק דוגמה למשוב שלילי של קרינת ענן. הערכות של ערך הפרמטר X של משוב זה משתנות בטווח רחב מ-0 עד 1.9 W-m 2-K 1 . יש לציין שתיאור לא מפורט מספיק של התכונות הפיזיקליות, האופטיות והקרינתיות של עננים, כמו גם התעלמות מההטרוגניות המרחבית שלהם, הם אחד ממקורות אי הוודאות העיקריים במחקרים על בעיית שינויי האקלים העולמיים.[ . ..]

גורם נוסף, שגם הוא הוזנח, הוא שהאירוסול הנפלט יכול להחליש משמעותית את קרינת השמש, המשחזרת את האוזון באטמוספרה. עלייה באלבדו עקב עלייה בתכולת האירוסולים בסטרטוספירה אמורה להוביל לירידה בטמפרטורה, מה שמאט את התאוששות האוזון. כאן, עם זאת, יש צורך לבצע חישובים מפורטים עם דגמים שוניםאירוסול, שכן אירוסולים רבים סופגים קרינת שמש באופן ניכר, וזה מוביל לחימום מסוים של האטמוספירה.[ ...]

צופים כי עלייה בתכולת ה-CO2 באטמוספירה ב-60% מהרמה הנוכחית יכולה לגרום לעלייה בטמפרטורת פני כדור הארץ ב-1.2 - 2.0 מעלות צלזיוס. קיומו של משוב בין כיסוי שלג, אלבדו וטמפרטורת פני השטח אמור להוביל לכך ששינויי טמפרטורה יכולים להיות גדולים אף יותר ולגרום לשינוי אקלים קיצוני על הפלנטה עם השלכות בלתי צפויות.[ ...]

תן לשטף בודד של קרינת שמש ליפול על הגבול העליון של שכבת הענן במישור X01: ו-ср0 = 0 הם זוויות הזניט והאזימוט של השמש. באזור הנראה של הספקטרום, ניתן להזניח את פיזור האור של ריילי ואירוסול; הבה נגדיר את האלבדו של המשטח הבסיסי לאפס, המתאים בערך לאלבדו של האוקיינוס. חישובים של המאפיינים הסטטיסטיים של שדה קרינת השמש הנראית לעין, המבוצעים באלבדו שאינו אפס של פני השטח הבסיסיים של למברטיאן, מצוינים במיוחד בטקסט. אינדיקטרית הפיזור מחושבת על פי תיאוריית Mie עבור ענן מודל Cx [1] ואורך גל של 0.69 מיקרומטר. שדה הענן נוצר על ידי אנסמבל פואסו של נקודות במרחב.[ ...]

המנגנון הפיזי של חוסר היציבות הוא שקצב הצטברות עתודות הלחות היבשתיות עקב משקעים עולה על קצב הירידה שלהן עקב נגר נהרות, ועלייה בלחות היבשה, כפי שמוצג לעיל, גורמת לירידה באלבדו של כדור הארץ ולאחר מכן א. משוב חיובי מתממש, מה שמוביל לאי יציבות אקלים. למעשה, זה אומר שכדור הארץ מתקרר כל הזמן (תקופות קרחוניות, התקררות אקלים) או מחומם יתר על המידה (התחממות והרטבת האקלים, התפתחות מוגברת של כיסוי צמחייה - המשטר של כדור הארץ "רטוב וירוק") ..[ ... ]

יש לזכור שדיוק ההערכות הן של אפקט החממה בכללותו והן של מרכיביו עדיין אינו מוחלט. לא ברור, למשל, איך אפשר לקחת בחשבון במדויק את תפקיד החממה של אדי המים, שכאשר נוצרים עננים הופכים לגורם רב עוצמה בהגדלת האלבדו של כדור הארץ. האוזון הסטרטוספרי אינו גז חממה אלא גז אנטי חממה, שכן הוא משקף כ-3% מקרינת השמש הנכנסת. אבק ואירוסולים אחרים, במיוחד תרכובות גופרית, מפחיתים את החימום של פני כדור הארץ ו אווירה נמוכה יותר, למרות שמאזן החום של שטחי המדבר הם פועלים בתפקיד הפוך.[ ...]

אז, בליעה והחזרה של קרינת השמש על ידי חלקיקי אירוסול יובילו לשינוי במאפייני הקרינה של האטמוספירה, התקררות כללית של פני כדור הארץ; ישפיע על מחזור הדם בקנה מידה מאקרו ומזו של האטמוספירה. הופעת גרעיני עיבוי רבים תשפיע על היווצרות עננים ומשקעים; יהיה שינוי באלבדו של פני כדור הארץ. אידוי מים מהאוקיינוסים, בנוכחות נהירה של אוויר קר מהיבשות, יגרום למשקעים רבים באזורי החוף וביבשות; מקור האנרגיה המסוגל לגרום לסערה יהיה חום האידוי.[ ...]

בעת פתרון משוואת התחבורה התלת מימדית, נעשה שימוש בתנאי גבול תקופתיים, אשר מניחים שהשכבה 0[ ...]

שכבת פני השטח של הטרופוספירה חווה השפעה אנתרופוגנית במידה הרבה ביותר, שהסוג העיקרי שלה הוא זיהום אוויר כימי ותרמי. טמפרטורת האוויר מושפעת בעיקר מהעיור של השטח. הבדלי הטמפרטורות בין האזור העיור לבין האזורים הלא מפותחים שמסביב קשורים לגודל העיר, צפיפות הבניין ותנאים סינופטיים. יש מגמת עלייה בטמפרטורה בכל קטן ו עיר גדולה. עבור ערים גדולות באזור הממוזג, ניגודיות הטמפרטורה בין העיר לפרברים היא 1-3 מעלות צלזיוס. בערים, האלבדו של המשטח הבסיסי יורד (היחס בין הקרינה המוחזרת לסך הכל) כתוצאה מהמראה של מבנים, מבנים, ציפויים מלאכותיים, קרינת השמש נספגת כאן בצורה אינטנסיבית יותר, נצברת על ידי מבנים בניינים ספגו חום במהלך היום עם חזרתו לאטמוספירה בערב ובלילה. צריכת החום לאידוי פוחתת, ככל שהשטחים בעלי כיסוי הקרקע הפתוח התפוסים בנטיעות ירוקות מצטמצמים, והסרת המשקעים המהירה על ידי מערכות ביוב של מי גשמים אינה מאפשרת יצירת מאגר לחות בקרקעות ובמאגרי מים עיליים. פיתוח עירוני מוביל להיווצרות אזורי קיפאון אוויר, מה שמוביל להתחממות יתר שלו; שקיפות האוויר משתנה גם בעיר עקב התוכן המוגבר של זיהומים ממפעלי תעשייה ותחבורה. קרינת השמש הכוללת פוחתת בעיר, כמו גם קרינת האינפרא אדום המתקרבת של פני כדור הארץ, אשר יחד עם העברת החום של מבנים, מביאה להופעת "אפקט חממה" מקומי, כלומר העיר "מכוסה" עם שמיכה של גזי חממה וחלקיקי אירוסול. בהשפעת הפיתוח העירוני, כמות המשקעים משתנה. הגורם העיקרי לכך הוא ירידה קיצונית בחדירות המשקעים של המשטח הבסיסי ויצירת רשתות להסטת נגר עילי מהעיר. החשיבות של הכמות העצומה של דלק פחמימני שנשרף היא רבה. בשטח העיר בעונה החמה יש ירידה בערכי הלחות המוחלטת ותמונה הפוכה בעונה הקרה - בעיר הלחות גבוהה יותר מאשר מחוץ לעיר.[ ...]

הבה נבחן כמה מאפיינים בסיסיים של מערכות מורכבות, תוך התחשבות בקונבנציונליות של המונח "מורכב". אחת התכונות העיקריות של מערכת, שגורמת לנו להתייחס אליה כאובייקט עצמאי, היא שהמערכת היא תמיד משהו יותר מסך המרכיבים המרכיבים אותה. זה מוסבר על ידי העובדה שהמאפיינים החשובים ביותר של המערכת תלויים באופי ובמספר הקישורים בין האלמנטים, מה שנותן למערכת את היכולת לשנות את מצבה לאורך זמן, לקבל תגובות מגוונות למדי להשפעות חיצוניות. מגוון חיבורים פירושו שיש חיבורים ב"משקלים או "חוזקות" שונים; בנוסף, מתעוררים במערכת פידבקים עם סימני פעולה שונים - חיוביים ושליליים. אלמנטים או תת-מערכות המחוברים במשוב חיובי נוטים, אם הם אינם מוגבלים על ידי קשרים אחרים, לחזק הדדית זה את זה, וליצור אי יציבות במערכת. לדוגמה, עלייה בטמפרטורה הממוצעת על פני כדור הארץ מובילה להמסה של הקוטב ו קרח הרים, הפחתת האלבדו וספיגה של יותר אנרגיה המגיעה מהשמש. זה גורם לעלייה נוספת בטמפרטורה, להפחתה מואצת בשטח הקרחונים - מחזירי אנרגיית הקרינה של השמש וכו'. אלמלא גורמים רבים אחרים המשפיעים על הטמפרטורה הממוצעת של פני כדור הארץ, כדור הארץ היה יכול קיימים רק כ"קרח", המשקף כמעט את כל קרינת השמש, או ככוכב הלכת חסר חיים אדום לוהט, כמו נוגה.

הארקטי חווה את ההשפעות של התחממות כדור הארץ פי שניים מהר יותר משאר כדור הארץ

הקרחונים הנסוגים לא רק מספקים גישה למינרלים יקרי ערך ולנתיבי ים חדשים, אלא גם מהווים סכנות חמורות. מי ירוויח מכך ומהם הסיכונים של שינויי אקלים אלו?

בעמידה על קרחון בגרינלנד, ברור מדוע חסרי המנוחה אדם מודרניכל כך מכבד חַיוֹת בַּר. לאן שלא תסתכלו, הקרח מושך את העין, דחוס ומושחז על ידי שילוב ייחודי של כוחות הטבע.

ניתן להבחין בקפידה ברכסי קרח כחולים ותכלים, תלוליות קרח ויצירות קפואות אחרות. אוויר נקיאַרקטִי. קרחונים גדולים עושים סדר בין המבנים הקפואים, היורדים אל הים הקפוא למחצה.

כיפת הקרח עדיין במקומה, קפואה מרוב זעמה. אין נשימה, אין קול מנוע, אין שירת ציפורים. אין רעש. במקום רעש - היעדרו המוחלט. אתה מרגיש את זה כמו לחץ ברקות, ואם אתה מקשיב, כמו שאגת רוח רפאים. במשך דורות של מגלי ארצות אירופיים קפואים, יריעת הקרח היא עדיין שם נרדף לכוח הטבע.

הקוטב הצפוני הוא אחד המקומות הפחות נחקרים בעולם. זה המקום הפראי האחרון. אפילו שמות הימים והנהרות שלו מעטים ידועים, אם כי רבים מהם גדולים למדי. Yenisei ולנה - כל אחד מהם נושא יותר מים לים מאשר המיסיסיפי או הנילוס.

גרינלנד, האי הגדול בעולם, הוא פי שישה מגרמניה. עם זאת, יש בה 57,000 תושבים בלבד, רובם אינואיטים הפזורים על פני קהילות חוף זעירות.

בסך הכל, האזור הארקטי - המוגדר בערך על ידי החוג הארקטי עם מעט שטח רציף מדרום - הוא ביתם של רק 4 מיליון אנשים, כמחציתם חיים בכמה ערים פוסט-סובייטיות עצובות כמו מורמנסק ומגדאן. בשאר השטח, כולל חלק גדול מסיביר, צפון אלסקה, צפון קנדה, גרינלנד וצפון סקנדינביה, יש מעט מאוד אנשים. עם זאת, האזור רחוק מלהיות בלתי ניתן לגעת בו.

מהר קדימה

מפה תרמית של העולם, מקודדת צבע לשינויי טמפרטורה, צובעת את הקוטב הצפוני בגוון בורדו בוהק. מאז 1951, הוא מתחמם בערך פי שניים מהר מהממוצע העולמי. בתקופה זו עלו הטמפרטורות בגרינלנד ב-1.5 מעלות צלזיוס, לעומת כ-0.7 מעלות צלזיוס ברחבי העולם. הפער הזה צפוי להימשך.

עלייה של 2 מעלות צלזיוס בטמפרטורות העולמיות - לכאורה בלתי נמנעת מכיוון שפליטת גזי חממה ממשיכה לעלות - פירושה התחממות של 3-6 מעלות צלזיוס באזור הארקטי.

כמעט כל הקרחונים הארקטיים נסוגו. שטח האדמה הארקטית המכוסה בשלג בתחילת הקיץ הצטמצם בכמעט חמישית מאז 1966.

אבל האוקיינוס ​​הארקטי עובר את השינויים הגדולים ביותר. בשנות ה-70, ה-80 וה-90, המינימום של הקרח בקוטב יורדים בכ-8% מדי עשור. בשנת 2007, קרח ים נסדק, ונמס בקיץ לשפל של 4.3 מיליון מטרים רבועים. ק"מ. (1.7 מיליון מיילים רבועים), רק מחצית מהממוצע של שנות ה-60 ו-24% פחות מהמינימום הקודם שנקבע ב-2005. זה שיחרר מהקרח - לראשונה בהיסטוריה האנושית - את מה שמכונה מעבר מערבי, נתיב ימי דרך 36 אלף איים בארכיפלג הארקטי של קנדה.

מדענים מנסים להסביר זאת בכך שבשנת 2007, כל כוחות השונות הטבעית, כולל מזג אוויר חם, שמיים בהירים וזרמים חמים, התייצבו כדי להגביר את ההמסה העונתית. אבל בשנה שעברה לא היו נסיבות כל כך נפלאות: זו הייתה שנה נורמלית לאזור הארקטי. וכרכים קרח יםמופחת כמעט לאותו גודל.

אין ספק מהו הגורם העיקרי להתחממות. בקוטב הצפוני, כמו במקומות אחרים על פני כדור הארץ, זה קורה כתוצאה מפליטת גזים מוגברת לאטמוספירה, הלוכדים חום, בעיקר פחמן דו חמצנימשתחררים במהלך שריפה של דלקים מאובנים. מכיוון שהאטמוספירה מאבדת פחות חום מהשמש, היא מתחממת יתר על המידה - זה השפעה פיזיתחזה עוד בשנת 1896 על ידי המדען השוודי Svante Arrhenius. אבל מדוע מתחמם הארקטי מהר יותר מאשר במקומות אחרים?

שקול תחילה עד כמה רגיש הטמפרטורה הארקטי בשל מיקומו. בשתי ההמיספרות, מערכות האקלים מתוכננות לתעל חום מקו המשווה התאום אל הקטבים הקפואים. אבל בצפון החלפה כזו הרבה יותר יעילה. זה נובע בחלקו מרכסי ההרים הגבוהים של אירופה, אסיה ואמריקה, שעוזרים לערבב חזיתות חמות וקרות, בדיוק כפי שהסלעים מכוונים את יציאת המים בנחל. אנטארקטיקה, המוקפת בים דרומי עצום, נתונה לערבוב אטמוספרי הרבה פחות.

השטחים המקיפים את הקוטב הצפוני מונעים גם את המחזור הרגיל של האוקיינוסים הקוטביים סביבו, כפי שהם עושים סביב אנטארקטיקה. במקום זאת, מתרחשת חילופי ענק של המוני מים קרים וחמים מצפון לדרום, בין המוני הארצות הארקטיות: האוקיינוס ​​השקטנשפך דרך מיצר ברינג, בין סיביר לאלסקה, והאוקיינוס ​​האטלנטי - דרך מיצר פרם בין גרינלנד לארכיפלג הנורבגי של סבאלברד.

זה שומר על הטמפרטורה השנתית הממוצעת באזור הארקטי הגבוה (השוליים הצפוניים של היבשה והים שמעבר לו) ברמה חמה יחסית של -15 מעלות צלזיוס, כאשר רוב שאר האזור הארקטי קרוב לנקודת ההיתוך במשך רוב השנה. . אפילו להתחממות קלה יכולה להיות השפעה משמעותית על המערכות האקולוגיות של האזור.

גם אנטארקטיקה עוברת התחממות, אבל עם טמפרטורה שנתית ממוצעת של -57 מעלות צלזיוס, יידרש יותר מכמה קיץ חמים עד שזה יתברר.

אפקט אלבדו

ערבוב אוויר יעיל מצפון לדרום יכול גם למלא תפקיד בהגברת ההתחממות של הקוטב הצפוני. רוחות הנושבות צפונה נושאות מזהמים, כולל פיח מצינורות אירופה ואסיה, ולכך יש השפעה חזקה על הגדלת טמפרטורות השלג.

בעשורים האחרונים חלה עלייה גם ברמת הכספית - תוצר לוואי של שריפת פחם - ברקמות של לווייתני בלוגה, סוסי ים ודובי קוטב, הנאכלים על ידי האסקימוסים. זו סיבה נוספת לכך שהארקטי אינו בתול.

אבל סיבה מרכזיתשיפור השפעת ההתחממות בקוטב הצפוני הוא החלפת שלג וקרח בהיר עם אדמה או מים בצבע כהה. מכיוון שמשטחים כהים סופגים יותר חום מאשר משטחים בהירים, הדבר גורם להתחממות מקומית, הגורמת ליותר שלג וקרח להימס, שבתורו משחרר יותר אדמה ומים כהים, וכן הלאה.

למה שנקרא אפקט אלבדו יש השפעות משוב חיוביות חזקות יותר ממה שציפו רוב החוקרים. רוב המודלים של שינויי האקלים צופים כי האוקיינוס ​​הארקטי עשוי להיות נקי מקרח בקיץ לפני סוף המאה הזו. מחקר שפורסם ב-2009 בכתב העת Geophysical Research Letters מציע שזה עלול לקרות לפני 2037. חלק מאמינים כעת שזה יהיה אפילו מוקדם יותר.

קשה להפריז עד כמה הדרמטיות יהיו ההשלכות של זה. יכול להיות שמאז פינוי היערות העצומים של אמריקה במאה ה-19, או אולי לאחר הרס היערות המלכותיים של סין ומערב אירופה אלף שנים לפני כן, העולם עדיין לא ראה שינויים מדהימים כל כך. סביבה. ההשלכות על המערכות האקולוגיות הארקטיות יהיו מכריעות.

כאשר מחסומי קרח עתיקים נעלמים, החופים הארקטיים נשחקים; חלקים משטחה של אלסקה נסוגים ב-14 מטר (45 רגל) בשנה. נישות חיים, כמו בריכות מי נמס על קרח רב-שנתי, מצטמצמות. כמה מינים ארקטיים מיוחדים מאוד צפויים למות כשהטווח שלהם מתכווץ והמינים הדרומיים תופסים את מקומם. אחרים יפרחו.

הסימנים הראשונים לארגון מחדש ביולוגי זה כבר ניכרים. למינים ארקטיים גרידא, כולל דוב הקוטב, חיים קשים. מינים חדשים לאזור, כמו מקרל ובקלה אטלנטית, נתפסים יותר ויותר על ידי ספינות מכמורת. עם זאת, ההשלכות של השינויים באזור הארקטי יורגשו הרבה מעבר לגבולותיו.

הפשרת קרחוני הים לא תשפיע על מפלס הים העולמי כשהקרח צף, ויעקור את מסת מי הים שלו. אבל להמסת הקרחונים תהיה השפעה, והארקטי כבר מאבד את הצטברויות הקרח שלו בקצב מהיר.

כיפת הקרח של גרינלנד מאבדת כ-200 ג'יגה-טון של קרח בשנה, מספיק כדי לספק מים למיליארדי אנשים. כיפות הקרח והקרחונים הארקטיים הקטנים יותר יחד מאבדים את אותה כמות. עוד לפני שזה היה ברור, הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC) חזה עלייה של 59 ס"מ בגובה פני הים במהלך המאה הזו. בהתחשב במתרחש בצפון, רבים רואים כעת בציפיות אלו צנועות מדי.

יש חשש שזרימת המים הארקטיים המומסים עלולה לשבש את "נתיבי המחזור" העוצמתיים של האוקיינוסים בעולם, את חילופי המים הטרופיים והקרים הטרופיים. זה קרה בעבר, לפחותשבע פעמים ב-60 אלף השנים האחרונות, ויש להימנע מכך.

אבל עדויות אחרונות מצביעות על כך שאסון כזה אינו בלתי נמנע. בעיה נוספת - הפשרת הקוטב הצפוני עלולה לשחרר כמויות אדירות של פחמן דו חמצני ומתאן - הולכת ומתבהרת. גם זה קרה כבר לפני כ-55,000 שנים, מה שהוביל לעלייה עולמית בטמפרטורה של 5 מעלות צלזיוס במשך כמה אלפי שנים.

קשה לאתר סיכונים כאלה עד שהם מסוכנים מדי. אלמנטים רבים של שינוי באזור הארקטי, כולל שיעורי הפשרת השלגים ונסיגת הקרחונים, עדיין נמצאים בשינוי היסטורי.

עם זאת, העובדה שהשינויים הללו נגרמים מפעילויות אנושיות היא חסרת תקדים ומציגה אי ודאות עצומה לגבי המהירות שבה הם יתרחשו. למי שנוטה להתעלם מהסיכונים, ראוי לציין שתחזיות התחממות קיצוניות עוד יותר באזורים הארקטיים מפגרים אחרי מה שקרה בפועל.

עושר הצפון

בטווח הארוך, להמסת קרח בצפון עלולה להיות השפעות הרסניות. אבל, באופן פרדוקסלי, אף אחד מהמינים הארקטיים לא ירוויח מזה כמו זה שגרם לזה: האדם.

היעלמותם של קרחוני הים עלולה להיות סופה של תרבות האסקימואים האחרונה. עם זאת, התחממות גדולה עלולה להפוך אנשים רבים לעשירים.

כאשר הטונדרה הקפואה תיסוג צפונה, אזורים נרחבים בקוטב הצפוני יהפכו מתאימים לחקלאות. אביב ארקטי מוקדם יותר עלול לגרום לגידול של 25% בייצור הצמחים. זה יאפשר לתושבי גרינלנד לגדל יותר מ-100 הטונות הזעומות של תפוחי אדמה שהם מגדלים כעת.

חומרים יקרי ערך רבים אחרים יהפכו גם הם לזמינים יותר ויותר. כבר עכשיו, הקוטב הצפוני הוא מקור נהדר לכרייה, כולל אבץ באלסקה, זהב בקנדה, ברזל בשבדיה וניקל ברוסיה, ועוד רבים ממתינים לכרייה.

באזור הארקטי יש גם הרבה נפט וגז. רישיונות חיפוש מונפקים כיום בכל האזור בארצות הברית, קנדה, גרינלנד, נורבגיה ורוסיה.

ב-18 באפריל אישרה ExxonMobil את תנאי ההסכם עם חברה רוסיתרוזנפט על השקעה של עד 500 מיליארד דולר בפיתוח עתודות ימיות, כולל באזור הארקטי הרוסי. חברות הנפט לא אוהבות לדבר על זה, אבל זה מצביע על השלכות חיוביות אחרות של תהליך ההיתוך הארקטי. שינויי אקלים כתוצאה משריפת דלקים מאובנים יאפשרו לייצר יותר פחמימנים ארקטיים, אשר לאחר מכן ישרפו.

התעשיות החדשות הללו באזור הארקטי לא יופיעו בן לילה. עדיין יש הרבה קרחונים להמשיך לעבוד בצפון, קשוחים ויקרים במיוחד, הלילה 24/7 וציקלונים ארקטיים יהפכו את זה לקשה עוד יותר.
רוב עבודת החקר המודרנית לא צפויה לגרום לייצור פחמימנים. לפחות בעשר השנים הקרובות. אבל עם הזמן זה יקרה. המחיר עצום, וחברות הנפט וממשלות המדינות הארקטיות מוכנות לשלם אותו.

זמן קצר לפני החתימה על החוזה בין ExxonMobil ו-Rosneft, נשיא רוסיה ולדימיר פוטין הכריז על תוכניות להפוך את זה לאטרקטיבי הרבה יותר עבור זרים להשקיע במגזר האנרגיה הימי של רוסיה.

"שמורות מהחוף, במיוחד באזור הארקטי, הן, ללא הגזמה, שמורה אסטרטגית במאה ה-21", אמר.

במחצית הראשונה של המאה ה-20, הקוטב הצפוני, בתור הנתיב הקצר ביותר בין רוסיה לאמריקה, היה התיאטרון הסביר ביותר של מלחמה גרעינית, ויש הרואים את הפוטנציאל לסכסוך חדש בהתפתחותו. רוסיה וקנדה, שתי המדינות הגדולות באזור הארקטי לפי אזור, מלבות את הפחד הזה: הארקטי מלבה סנטימנט לאומני עז בשתי המדינות.

מבחינת האזורים הצפוניים שלהן, חלק משמונה מדינות הקוטב הצפוני מבצעות איזושהי מיליטריזציה של האזור. נורבגיה העבירה את מרכז הפיקוד הצבאי שלה לעיר הארקטית רייטן ב-2009. רוסיה מחליפה ומודרנית שש משובצות הקרח המונעות על ידי גרעיני, כמו גם חלקים מסוימים מהתשתית האזרחית שלה, תוך התחשבות בבעיות ביטחוניות. עם זאת, הדוח המיוחד שלנו מצביע על כך שאזהרות הסכסוך הארקטי, כמו האקלים, מתחממות יתר על המידה.

הקוטב הצפוני הוא שטח הפקר. בניגוד לאנטרקטיקה, הנשלטת על ידי אמנה בינלאומית, רובה תחום. מבין חצי תריסר המחלוקות הטריטוריאליות באזור, אולי הגדול ביותר הוא זה שבין ארה"ב לקנדה על מעמדו של המעבר הצפון-מערבי. שתי המדינות הללו לא ייצאו למלחמה. ורוב המדינות הארקטיות חברות בנאט"ו.

עם זאת, להמסה של הארקטי יהיו השלכות גיאו-אסטרטגיות מעבר לאפשר למדינות עתירות משאבים להתעשר יותר. ההשפעה הפוטנציאלית ההרסנית של פתיחת נתיבי סחר חדשים ניכרת. ניווט לאורך חופי סיביר לאורך המעבר הצפון-מזרחי, או נתיב הים הצפוני (NSR), כפי שמכנים זאת הרוסים והמלחים, מקצר את המרחק בין מערב אירופהו מזרח אסיהבערך בשליש. המעבר פתוח כיום לארבעה או חמישה חודשים בשנה וזוכה לשימוש הולך וגובר.

ב-2010 רק ארבע ספינות השתמשו ב-NSR, בשנה שעברה כבר היו 34 בשני הכיוונים, כולל מיכליות, ספינות קירור עם דגים ואפילו ספינת תענוגות.

יצואניות אסיה גדולות - סין, יפן ודרום קוריאה - כבר משקיעים בבניית ספינות שוברות קרח או מתכננים לעשות זאת. עבור רוסיה, שיש לה תוכניות גדולות לפיתוח הנתיב הימי, יחד עם מרכזי שינוע ותשתיות אחרות, מדובר בברכה כפולה. זה יעזור לה לספק לשוק משאבים ארקטיים מהר יותר, וככל שה-NSR נעשה יותר בשימוש, לגוון את כלכלתו התלויה בפחמימנים.

ישנם סיכונים של מחלוקת או מלחמה בעניין זה הדורשים הסדר. מה שטוב לרוסיה אולי לא טוב למצרים, שהרוויחה בשנה שעברה יותר מ-5 מיליארד דולר מהפעלת תעלת סואץ, נתיב שיט חלופי מזרח-מערבי.

אז טוב מאוד שהעבודה של המועדון האזורי, המועצה הארקטית, מבטיחה.

ובכל זאת, איך ליישב את הסיכונים הסביבתיים מההמסה הארקטית עם ההזדמנויות הכלכליות שהוא יביא? התכווצות קרחוני הים היא תוצאה של עבודת הידיים, ממש כמו חרישת הערבות. זה אפילו עשוי להועיל. אבל גם העלויות יהיו עצומות. מערכות אקולוגיות ייחודיות וסוגים רבים של טבע יאבדו כאשר הסביבה תשתנה. הסיבה לכך היא זיהום עולמי, וגם הסיכונים ממנו הם עולמיים. הארקטי, שכבר לא נראה כל כך מרוחק ובלתי ניתן להפרה, התגלה כסמל רב עוצמה של גיל האדם.

קרינת השמש הכוללת המגיעה אל פני כדור הארץ מוחזרת ממנו חלקית ואובדת על ידה - זהו קרינה מוחזרת (Rk),הוא מהווה כ-3% מכלל קרינת השמש. שאר הקרינה נספגת שכבה עליונהאדמה או מים ונקרא קרינה נספגת(47%). הוא משמש כמקור אנרגיה לכל התנועות והתהליכים באטמוספרה. כמות ההשתקפות ובהתאם לכך גם בליעת קרינת השמש תלויה ברפלקטיביות של פני השטח, או אלבדו. אלבדו פני השטחהוא היחס בין הקרינה המוחזרת לסך הקרינה, מבוטא כשבריר מיחידה או כאחוז: A \u003d R k / Q ∙ 100%.הקרינה המוחזרת באה לידי ביטוי בנוסחה R k =Q∙A,הנותר נספג Q–R kאוֹ (ש (1-A),איפה 1- א -מקדם ספיגה, ו אמחושב בשברים של יחידה.

האלבדו של פני כדור הארץ תלוי בתכונותיו ובמצבו (צבע, לחות, חספוס וכו') ומשתנה במידה רבה, במיוחד בקווי רוחב ממוזגים ותת-קוטביים עקב חילופי העונות. האלבדו הגבוה ביותר בשלג טרי הוא 80-90%, בחול בהיר יבש - 40%, בצמחייה - 10-25%, בצ'רנוזם רטוב - 5%. באזורי הקוטב, אלבדו השלג הגבוה מבטל את היתרון של ערכים גדולים של קרינה כוללת המתקבלת בחצי הקיץ של השנה. האלבדו של משטחי המים קטן בממוצע מזה של היבשה, שכן במים הקרניים חודרות עמוק יותר לשכבות העליונות מאשר באדמה, הן מפוזרות שם ונספגות. יחד עם זאת, לזווית הפגיעה של אור השמש יש השפעה רבה על האלבדו של המים: ככל שהוא קטן יותר, ההשתקפות גדולה יותר. עם שכיחות עצומה של קרניים, האלבדו של המים הוא

et 2-5%, בזוויות קטנות - עד 70%. באופן כללי, האלבדו של פני השטח של האוקיינוס ​​העולמי הוא פחות מ-20%, כך שהמים סופגים עד 80% מכלל קרינת השמש, בהיותם מצבר חום רב עוצמה על פני כדור הארץ.

גם תפוצת האלבדו בקווי רוחב שונים של כדור הארץ ובעונות שונות מעניינת.

האלבדו גדל בדרך כלל מקווי רוחב נמוכים לגבוהים, מה שקשור לעוננות גוברת מעליהם, פני השלג והקרח של אזורי הקוטב, וירידה בזווית הפגיעה של קרני השמש. יחד עם זאת, מקסימום אלבדו מקומי נראה בקווי הרוחב המשווני עקב גדול

עננות ומינימה בקווי רוחב טרופיים עם עננות מינימלית שלהם.

שינויים עונתיים באלבדו בחצי הכדור הצפוני (היבשתי) משמעותיים יותר מאשר בדרום, בשל תגובתו החריפה יותר לשינויים עונתיים בטבע. הדבר בולט במיוחד בקווי רוחב ממוזגים ותת-קוטביים, שבהם האלבדו מונמך בקיץ עקב צמחייה ירוקה ומוגבר בחורף עקב כיסוי השלג.

האלבדו הפלנטרי של כדור הארץ הוא היחס בין קרינת הגלים הקצרים ה"בלתי בשימוש" היוצאת לחלל (הכול מוחזר וחלקו מפוזר) לבין סה"כקרינת השמש מגיעה לכדור הארץ. זה מוערך ב-30%.

מגמת האלבדו ארוכת הטווח מכוונת לקירור. בשנים האחרונות, מדידות לווין מראות מגמה קלה.

השינוי באלבדו של כדור הארץ הוא פוטנציאלי השפעה עוצמתיתעל האקלים. ככל שהאלבדו, או ההשתקפות, עולה, יותר אור השמש מוחזר לחלל. יש לכך אפקט קירור על הטמפרטורות העולמיות. להיפך, ירידה באלבדו מחממת את כדור הארץ. שינוי באלבדו של 1% בלבד נותן אפקט קרינה של 3.4 W/m2, הדומה להשפעה של הכפלת CO2. כיצד השפיע אלבדו על הטמפרטורות העולמיות בעשורים האחרונים?

מגמות אלבדו עד שנת 2000

האלבדו של כדור הארץ נקבע על ידי מספר גורמים. שלג וקרח משקפים אור היטב, כך שכאשר הם נמסים, האלבדו יורד. יערות יש אלבדו נמוך יותר משטחים פתוחים, ולכן כריתת יערות מגבירה את האלבדו (נקבע שהרס כל היערות לא ייפסק התחממות גלובלית). לארוסולים יש השפעה ישירה ועקיפה על אלבדו. ההשפעה הישירה היא השתקפות אור השמש לחלל. השפעה עקיפה היא פעולתם של חלקיקי אירוסול כמרכזים של עיבוי לחות, המשפיעה על היווצרותם ואורך החיים של עננים. עננים, בתורם, משפיעים על הטמפרטורות העולמיות בכמה דרכים. הם מקררים את האקלים על ידי החזרת אור השמש, אך יכולים גם להיות אפקט חימום על ידי שמירה על קרינת אינפרא אדום יוצאת.

יש לקחת בחשבון את כל הגורמים הללו כשמסכמים את כוחות הקרינה השונים הקובעים את האקלים. שינוי שימושי הקרקע מחושב מתוך שחזורים היסטוריים של שינויים בהרכב היבולים והמרעה. תצפיות מלוויינים ומהקרקע מאפשרות לקבוע מגמות ברמת האירוסולים והאלבדו הענן. ניתן לראות כי ענן אלבדו הוא הגורם החזק ביותר של סוגים שוניםאלבדו. המגמה ארוכת הטווח היא לכיוון קירור, ההשפעה היא -0.7 W/m2 מ-1850 ל-2000.

איור 1 ממוצע שנתי הכולל כוח קרינה(פרק 2 של IPCC AR4).

מגמות אלבדו מאז שנת 2000.

אחת הדרכים למדוד את האלבדו של כדור הארץ היא באמצעות האור האפרורי של הירח. זהו אור השמש, המוחזר תחילה על ידי כדור הארץ ולאחר מכן מוחזר לכדור הארץ על ידי הירח בלילה. אור האפר של הירח נמדד על ידי מצפה השמש של הדוב הגדול מאז נובמבר 1998 (מספר מדידות נעשו גם ב-1994 וב-1995). איור 2 מציג שינויים באלבדו משחזור נתוני לוויין (קו שחור) וממדידות אור אפר ירח (קו כחול) (Palle 2004).

איור 2 שינויים באלבדו משוחזרים מנתוני לוויין ISCCP (קו שחור) ושינויים באור האפר של הירח (קו שחור). הסולם האנכי הימני מציג את הכוח הקרינה השלילי (כלומר קירור) (Palle 2004).

הנתונים באיור 2 בעייתיים. קו שחור, שחזור נתוני לוויין ISCCP" הוא פרמטר סטטיסטי בלבד ויש בו מעט חוש פיזי, מכיוון שהוא אינו לוקח בחשבון קשרים לא ליניאריים בין תכונות ענן ושטח לבין אלבדו פלנטריים, ואינו כולל שינויים אלבדו אירוסול, כגון אלו הקשורים להר פינטובו או פליטת סולפט אנתרופוגנית(אקלים אמיתי).

בעייתית עוד יותר היא שיא האלבדו בסביבות 2003, הנראה בקו האור האפרורי הכחול של הירח. זה סותר מאוד את נתוני הלוויין שמראים מגמה קלה בשלב זה. לשם השוואה, נוכל להיזכר בהתפרצות פינטובו ב-1991, שמילאה את האטמוספירה באירוסולים. אירוסולים אלה החזירו את אור השמש, ויצרו כוח קרינה שלילי של 2.5 W/m2. זה הוריד באופן דרסטי את הטמפרטורה העולמית. נתוני אור האפר הראו אז חשיפה של כמעט -6 W/m2, מה שאמור היה אומר ירידה גדולה עוד יותר בטמפרטורה. לא התרחשו אירועים דומים ב-2003. (Wielicki 2007).

בשנת 2008 התגלתה הסיבה לסתירה. מצפה הכוכבים של ביג בר התקין טלסקופ חדש למדידת אור אפר ירח ב-2004. עם הנתונים החדשים המשופרים, הם כיילו מחדש את הנתונים הישנים שלהם ושינו את הערכות האלבדו שלהם (Palle 2008). אורז. 3 מציג את ערכי האלבדו הישנים (הקו השחור) והמעודכנים (הקו הכחול). השיא החריג של 2003 נעלם. עם זאת, מגמת הגברת האלבדו מ-1999 עד 2003 נשמרה.

אורז. 3 שינוי באלבדו של כדור הארץ לפי מדידות של האור האפרורי של הירח. הקו השחור הוא שינויי האלבדו מפרסום משנת 2004 (Palle 2004). קו כחול - שינויי אלבדו מעודכנים לאחר הליך ניתוח נתונים משופר, כולל גם נתונים על פני תקופה ארוכה יותר (Palle 2008).

באיזו מידה נקבע האלבדו מהאור האפרורי של הירח? השיטה אינה גלובלית בהיקפה. הוא משפיע על כשליש מכדור הארץ בכל תצפית, אזורים מסוימים נשארים תמיד "בלתי נראים" מאתר התצפית. בנוסף, המדידות אינן שכיחות והן נעשות בטווח אורכי גל צר של 0.4-0.7 מיקרומטר (Bender 2006).

לעומת זאת, נתוני לוויין כגון CERES הם מדידה גלובלית של קרינת הגל הקצר של כדור הארץ, כולל כל ההשפעות של תכונות פני השטח והאטמוספירה. בהשוואה למדידות אור אפר, הן מכסות טווח רחב יותר (0.3-5.0 מיקרומטר). ניתוח של נתוני CERES לא מראה מגמת אלבדו ארוכת טווח ממרץ 2000 עד יוני 2005. השוואה עם שלושה מערכי נתונים עצמאיים (MODIS, MISR ו-SeaWiFS) מראה "התאמה יוצאת דופן" לכל 4 התוצאות (Loeb 2007a).

אורז. 4 שינויים חודשיים בשטף הממוצע של CERES SW TOA ושבר ענן MODIS ().

אלבדו משפיע על הטמפרטורות העולמיות - בעיקר בכיוון של התקררות במגמה ארוכת טווח. במונחים של מגמות אחרונות, נתוני האשלייט מראים עלייה באלבדו מ-1999 עד 2003 עם מעט שינוי לאחר 2003. לוויינים מראים שינוי מועט מאז שנת 2000. האילוץ הקריני משינויי אלבדו היה מינימלי בשנים האחרונות.