Zemes Albedo. Dzīvā viela palielina saules starojuma absorbciju uz zemes virsmas, samazinot ne tikai sauszemes, bet arī okeāna albedo. Ir zināms, ka zemes veģetācija ievērojami samazina īsviļņu saules starojuma atstarošanu kosmosā. Mežu, pļavu un tīrumu albedo nepārsniedz 25%, bet biežāk to nosaka skaitļi no 10% līdz 20%. Mazāk albedo ir tikai uz gludas ūdens virsmas ar tiešu starojumu un uz mitra melnzeme (apmēram 5%), tomēr kaila, izžuvusi augsne vai sniegota zeme vienmēr atstaro daudz vairāk saules starojuma nekā tad, ja tos aizsargā veģetācija. Atšķirība var sasniegt vairākus desmitus procentu. Tātad sausais sniegs atstaro 85-95% saules starojuma, bet mežs stabilas sniega segas klātbūtnē - tikai 40-45%.[...]

Bezizmēra lielums, kas raksturo ķermeņa vai ķermeņu sistēmas atstarošanas spējas. A. atstarojošās virsmas elements - noteiktā elementa atstarotā starojuma intensitātes (plūsmas blīvuma) attiecība (procentos) pret uz to krītošā starojuma intensitāti (plūsmas blīvumu). Tas attiecas uz izkliedētu atspulgu; virziena refleksijas gadījumā viņi nerunā par atspulgu, bet gan par atstarošanas koeficientu. A. atšķiras: integrāls - starojumam visā tā viļņu garumu diapazonā un spektrālais - par atsevišķas jomas spektrs Skatīt arī dabisko virsmas albedo, Zemes albedo.[...]

ZEMES ALBEDO. Saules starojuma procentuālā daļa, ko globuss (kopā ar atmosfēru) izstaro atpakaļ pasaules telpā, līdz saules starojumam, kas saņemts uz atmosfēras robežas. Saules starojuma atgriešanās no Zemes sastāv no atstarošanas no zemes virsmas, atmosfēras tiešā starojuma izkliedes kosmosā (atpakaļizkliede) un atstarošanas no mākoņu augšējās virsmas. A. 3. spektra redzamajā daļā (vizuālā) - ap 40%. Saules starojuma integrālajai plūsmai integrālis (enerģija) A. 3. ir aptuveni 35%. Ja nebūtu mākoņu, vizuālais A. 3. būtu aptuveni 15%.[...]

Albedo ir vērtība, kas raksturo ķermeņa virsmas atstarošanas spēju; Saules starojuma atstarotās plūsmas attiecība (procentos) pret krītošā starojuma plūsmu.[...]

Virsmas albedo ir atkarīgs no tās krāsas, raupjuma, mitruma un citām īpašībām. Ūdens virsmu albedo Saules augstumā virs 60° ir mazāks nekā sauszemes albedo, jo saules stari, iekļūstot ūdenī, lielā mērā uzsūcas un izkliedējas tajā. [...]

Visu virsmu un īpaši ūdens virsmu albedo ir atkarīgs no Saules augstuma: zemākais albedo ir pusdienlaikā, augstākais no rīta un vakarā. Tas ir saistīts ar to, ka zemā Saules augstumā palielinās izkliedētā starojuma īpatsvars kopējā starojumā, kas no rupjās pamatnes virsmas atstarojas lielākā mērā nekā tiešais starojums.[...]

ALBEDO ir lielums, kas raksturo jebkuras virsmas atstarošanas spēju. A. izsaka ar virsmas atstarotā starojuma attiecību pret saules starojumu, kas saņemts uz virsmas. Piemēram, A. chernozem - 0,15; smiltis - 0,3-0,4; vidējais A. Zeme - 0,39, Mēness - 0,07 [...]

Norādīsim dažādu augsņu, iežu un augu albedo (%) (Čudnovskis, 1959): sausais melnzems -14, slapjš melnzems - 8, sausais sierozems - 25-30, mitrais sierozems 10-12, sauss māls -23, mitrs. māls - 16 , baltas un dzeltenas smiltis - 30-40, vasaras kvieši - 10-25, ziemas kvieši - 16-23, zaļā zāle - 26, žāvēta zāle -19, kokvilna -20-22, rīsi - 12, kartupeļi - 19 [...]

Rūpīgi agrā pliocēna laikmeta (pirms 6 miljoniem gadu) zemes albedo aprēķini parādīja, ka šajā periodā ziemeļu puslodes zemes virsmas albedo bija par 0,060 mazāks nekā mūsdienu, un, kā liecina paleoklimatiskie dati, arī šīs teritorijas klimats. laikmets bija siltāks un mitrāks; Eirāzijas vidējos un augstajos platuma grādos un Ziemeļamerika veģetācijas segums izcēlās ar bagātāku sugu sastāvu, meži aizņēma plašas teritorijas, ziemeļos sasniedza kontinentu krastus, dienvidos to robeža stiepās uz dienvidiem no mūsdienu mežu joslas robežas.[...]

Mērījumi, izmantojot albedometrus, kas atrodas 1-2 m augstumā virs zemes virsmas, ļauj noteikt nelielu platību albedo. Radiācijas bilances aprēķinos izmantotās lielo laukumu albedo vērtības tiek noteiktas no lidmašīnas vai satelīta. Tipiskās albedo vērtības: mitra augsne 5-10%, melnzeme 15%, sausa māla augsne 30%, vieglas smiltis 35-40%, laukaugi 10-25%, zālaugu sega 20-25%, mežs - 5-20%. tikko uzkritis sniegs 70-90%; ūdens virsma tiešam starojumam no 70-80% ar sauli pie horizonta līdz 5% ar augstu sauli, difūzajam starojumam apmēram 10%; mākoņu virsma 50-65%.[...]

Maksimālā albedo atkarība ir sastopama no dabīgām virsmām, uz kurām kopā ar difūzo atspīdumu tiek novērota pilnīga vai daļēja spoguļattēls. Tie ir gluda un nedaudz traucēta ūdens virsma, ledus, sniegs, kas klāts ar garozu.[...]

Ir acīmredzams, ka konkrētam atsevišķam izkliedes albedo absorbcija palielināsies, palielinoties difūzā starojuma īpatsvaram un vidējai izkliedes daudzveidībai. Slāņu mākoņiem, palielinoties Saules zenīta leņķim, absorbcija samazinās (9.1. tabula), jo palielinās mākoņu slāņa albedo un, pateicoties izkliedes rādītāja spēcīgajam pagarinājumam uz priekšu, atstarotā starojuma vidējais izkliedes koeficients šķietami. samazinās. Šis rezultāts atbilst aprēķiniem. Gubmākoņiem ir pretēja sakarība, kas skaidrojama ar to, ka pie lieliem mākoņiem strauji palielinās izkliedētā starojuma īpatsvars. Ja Q = 0°, ir spēkā nevienādība Pst (¿1, zw+1) > PCi, gL/+1), kas ir saistīta ar to, ka starojumam, kas izplūst caur gubu mākoņu malām, ir vidēji zemāks izkliedes koeficients. Pie = 60° efekts, kas saistīts ar vidējo difūzā starojuma daļas pieaugumu, ir spēcīgāks nekā efekts, ko rada vidējā izkliedes faktora samazināšanās, tāpēc ir patiesa apgrieztā nevienlīdzība.[...]

Neatkarīgo pikseļu aproksimāciju (IPA) izmanto, lai aprēķinātu telpiski vidējo albedo. Aproksimācijas nozīme ir tāda, ka katra pikseļa starojuma īpašības ir atkarīgas tikai no tā vertikālā optiskā biezuma un nav atkarīgas no blakus esošo apgabalu optiskā biezuma. Tas nozīmē, ka mēs ignorējam efektus, kas saistīti ar ierobežotiem pikseļu izmēriem un horizontālo starojuma pārnesi.[...]

Ir integrālais (enerģijas) albedo visai starojuma plūsmai un spektrālais albedo atsevišķiem starojuma spektrālajiem apgabaliem, tostarp vizuālais albedo starojumam redzamajā spektra apgabalā. Tā kā spektrālais albedo dažādiem viļņu garumiem ir atšķirīgs, A.E.P. mainās līdz ar saules augstumu radiācijas spektra izmaiņu dēļ. Ikgadējais A.E.P kurss ir atkarīgs no izmaiņām pamatā esošās virsmas raksturā.[...]

Atvasinājums 911/ dC ir starpība starp slāņu un gubu mākoņu vidējo albedo, kas var būt gan pozitīvs, gan negatīvs (sk. 9.5. att., a).[...]

Mēs uzsveram, ka pie zemām mitruma vērtībām zemes albedo mainās visstraujāk, un nelielām kontinentālā mitruma svārstībām vajadzētu izraisīt ievērojamas albedo un līdz ar to arī temperatūras svārstības. Globālās gaisa temperatūras paaugstināšanās noved pie tā mitruma satura palielināšanās (siltā atmosfērā ir vairāk ūdens tvaiku) un palielinās Pasaules okeāna ūdeņu iztvaikošana, kas savukārt veicina nokrišņu veidošanos uz sauszemes. Turpmāka temperatūras un mitruma palielināšanās kontinentos nodrošina pastiprinātu dabisko augu segumu attīstību (piemēram, Taizemes tropu lietus mežu produktivitāte ir 320 centneri sausās masas uz 1 hektāru, bet Mongolijas tuksneša stepēs - 24 centneri). ). Tas veicina vēl lielāku zemes albedo samazināšanos, palielinās absorbētās saules enerģijas daudzums, kā rezultātā vēl vairāk paaugstinās temperatūra un mitrums. [...]

Izmantojot piranometru, varat arī viegli noteikt zemes virsmas albedo, no salona izplūstošā starojuma daudzumu utt. No rūpnieciski ražotajiem instrumentiem piranometru M-80 ieteicams lietot kopā ar GSA-1. rādītāja galvanometrs.[...]

Mākoņainības ietekme uz biosfēru ir dažāda. Tas ietekmē Zemes albedo, pārnes ūdeni no jūru un okeānu virsmas uz sauszemi lietus, sniega, krusas veidā, kā arī naktīs pārklāj Zemi kā sega, samazinot tās radiācijas atdzišanu. [...]

Radiācijas bilance var ievērojami atšķirties atkarībā no zemes virsmas albedo, tas ir, no atstarotās un saņemtās saules gaismas enerģijas attiecības, kas izteikta vienības daļās. Sausā sniega un sāls nogulsnēs ir visaugstākais albedo (0,8-0,9); vidējās albedo vērtības - veģetācija; mazākās - ūdenstilpes (rezervuāri un ar ūdeni piesātinātas virsmas) - 0,1-0,2. Albedo ietekmē nevienlīdzīgu dotāciju saules enerģija dažādas kvalitātes Zemes virsmas un tai piegulošais gaiss: poli un ekvators, zeme un okeāns, dažādas daļas suši atkarībā no virsmas rakstura utt.[...]

Galu galā ir jāņem vērā tādi svarīgi klimatiskie parametri kā albedo - mitruma funkcija. Piemēram, purvu albedo ir vairākas reizes mazāks nekā tuksnešu albedo. Un tas ir skaidri redzams no satelīta datiem, saskaņā ar kuriem Sahāras tuksnesim ir ļoti augsts albedo. Tātad, izrādījās, ka, zemei ​​kļūstot mitrai, rodas arī pozitīvas atsauksmes. Palielinās mitrums, planēta vairāk sasilst, okeāni vairāk iztvaiko, vairāk mitruma sasniedz zemi, un mitrums atkal paaugstinās. Šīs pozitīvās attiecības ir zināmas klimatoloģijā. Un otro pozitīvo sakarību jau minēju, analizējot Kaspijas jūras līmeņa svārstību dinamiku.[...]

Aprēķina otrajā versijā tika pieņemts, ka albedo atkarības pakāpe no zemes mitruma rezervēm samazinājās 4 reizes, bet nokrišņu atkarības pakāpe no temperatūras samazinājās uz pusi. Izrādījās, ka šajā gadījumā vienādojumu sistēmai (4.4.1.) ir haotiski risinājumi. Citiem vārdiem sakot, haosa ietekme ir nozīmīga un saglabājas plašā hidroklimatiskās sistēmas parametru izmaiņu diapazonā.[...]

Tālāk apskatīsim ledus segas ietekmi. Pēc empīrisko datu ieviešanas par albedo Budiko vienādojumam, kas saista temperatūru ar starojumu, pievienoja terminu, kas ņem vērā ledus segas ietekmes nelineāro atkarību, kas ir pašpastiprināšanas efekta cēlonis.[...]

Daudzkārtējai izkliedei ir nozīmīga loma starojuma lauka veidošanā mākoņos, tāpēc albedo A un difūzā starojuma pārraide (sasniedz lielas vērtības pat tajos pikseļos, kas atrodas ārpus mākoņiem (9.4. att., b, d). ). Mākoņiem ir dažādi biezumi, kas konkrētā mākoņa lauka realizēšanā svārstās no 0,033 līdz 1,174 km. Atsevišķa mākoņa atstarotais radiācijas lauks izplatās telpā un pārklājas ar citu mākoņu radiācijas laukiem, pirms tas sasniedz g- AN plakne, kurā tiek noteikts albedo. Izkliedes un pārklāšanās efekti tik spēcīgi izlīdzina albedo atkarību no horizontālajām koordinātām, ka daudzas detaļas tiek maskētas un no zināmajām albedo vērtībām ir grūti vizuāli atjaunot reālo sadalījuma attēlu mākoņu skaits kosmosā (9.4. att., a, b). Spēcīgāko mākoņu galotnes ir skaidri redzamas, jo šajā gadījumā iepriekšminēto efektu ietekme nav pietiekami spēcīga. Albedo svārstās diapazonā no 0,24 līdz 0,65, un tā vidējā vērtība ir 0,33.[...]

Daudzkārtējas izkliedes dēļ “atmosfēras pamatā esošās virsmas” sistēmā plkst lielas vērtības palielinās izkliedētā starojuma albedo. Tabulā 2.9, kas apkopots pēc K. Ja. Kondratjeva datiem, parāda izkliedētā starojuma plūsmas vērtības Un zem mākoņainām debesīm un dažādas nozīmes apakšējās virsmas albedo (/ha = 30°). [...]

Otrais skaidrojums attiecas uz rezervuāriem. Tie ir iekļauti enerģijas bilancē kā kompleksi, kas maina dabiskās virsmas albedo. Un tas ir godīgi, ņemot vērā lielās, turpina augt ūdenskrātuvju platības.[...]

No Zemes virsmas atstarotais starojums ir vissvarīgākā tās radiācijas līdzsvara sastāvdaļa. Dabisko virsmu integrālais albedo svārstās no 4-5% dziļiem rezervuāriem saules augstumā virs 50° līdz 70-90% tīram sausam sniegam. Visas dabiskās virsmas raksturo albedo atkarība no Saules augstuma. Vislielākās izmaiņas albedo ir novērojamas no saullēkta līdz tā augstumam virs horizonta aptuveni 30%.[...]

Pavisam cita aina vērojama tajos spektrālajos intervālos, kur mākoņu daļiņas pašas intensīvi absorbē un vienreizējais izkliedes albedo ir mazs (0,5 - 0,7). Tā kā katra izkliedes notikuma laikā tiek absorbēta ievērojama daļa no starojuma, mākoņu albedo veidosies galvenokārt dažu pirmo izkliedes daudzveidību dēļ, un tāpēc tas būs ļoti jutīgs pret izkliedes indikatora izmaiņām. Kondensācijas kodola klātbūtne vairs nespēj būtiski mainīt vienas izkliedes albedo. Šī iemesla dēļ pie viļņa garuma 3,75 μm dominē aerosola indikatora efekts un mākoņu spektrālais albedo palielinās aptuveni 2 reizes (5.2. tabula). Dažiem viļņu garumiem efekts, ko rada dūmu aerosola absorbcija, var precīzi kompensēt efektu, ko rada mākoņa pilienu izmēra samazināšanās, un albedo nemainīsies.[...]

OUFR metodei, kā mēs redzējām, ir vairāki trūkumi, kas saistīti ar aerosola ietekmi un nepieciešamību ieviest korekcijas troposfēras un tās virsmas albedo. Viens no metodes fundamentālajiem ierobežojumiem ir neiespējamība iegūt informāciju no atmosfēras apgabaliem, kurus neapgaismo Saule. Metodei paša ozona emisijas novērošanai 9,6 µm joslā nav šī trūkuma. Tehniski šī metode ir vienkāršāka un ļauj veikt attālus mērījumus dienas un nakts puslodēs jebkurā ģeogrāfiskajā apgabalā. Rezultātu interpretācija ir vienkāršāka tādā ziņā, ka aplūkotajā spektra apgabalā var neņemt vērā izkliedes procesus un tiešā saules starojuma ietekmi. Ideoloģiski šī metode attiecas uz klasiskās metodes apgrieztās problēmas satelītu meteoroloģija IR diapazonā. Pamats šādu problēmu risināšanai ir radiācijas pārneses vienādojums, ko iepriekš izmantoja astrofizikā. Iestudējums un vispārīgās īpašības meteoroloģiskās zondēšanas problēmas un risinājuma matemātiskie aspekti ir ietverti K. Ja. Kondratjeva un Ju. M. Timofejeva fundamentālajā monogrāfijā.[...]

U.K.R visai Zemei, kas izteikta procentos no saules starojuma pieplūduma pie atmosfēras augšējās robežas, tiek saukta par Zemes albedo vai planētu albedo (Zemes).[...]

[ ...]

Tiesa, ūdens tvaiku satura samazināšanās nozīmē arī mākoņainības samazināšanos, un mākoņi darbojas kā galvenais faktors, kas palielina Zemes albedo vai samazina to, ja mākoņainība kļūst mazāka.[...]

Precīzāki dati nepieciešami arī par fotodisociācijas procesiem (O2, NO2, H2O2 u.c.), t.i., par absorbcijas šķērsgriezumiem un kvantu iznākumu, kā arī par aerosola gaismas izkliedes un albedo lomu disociācijas procesā. Lielu interesi rada arī Saules spektra īsviļņu daļas mainīgums laika gaitā.[...]

Svarīgi atzīmēt, ka fitoplanktonam ir augstāka atstarošanas spēja (Lkv 0,5) pie saules starojuma viļņu garumiem A > 0,7 μm nekā pie īsākiem X (Lkv 0,1). Šī albedo spektrālā variācija ir saistīta ar aļģu nepieciešamību, no vienas puses, absorbēt fotosintētiski aktīvo starojumu (2.29. att.), no otras puses, lai samazinātu pārkaršanu. Pēdējais tiek sasniegts fitoplanktona ilgāka viļņa garuma starojuma atstarošanas rezultātā. Var pieņemt, ka 2.2. punktā dotās formulas ir piemērotas arī tādu siltuma plūsmu parametru kā ienākošā un izejošā starojuma, izstarojuma un albedo aprēķināšanai, ja arī datiem par Ha un citiem meteoroloģiskajiem elementiem ir nepieciešamā augstāka laika izšķirtspēja (t.i. iegūts ar īsāku laika soli).[...]

No fiziski pamatota pieņēmuma, ka ūdens tvaiku koncentrācija palielinās, palielinoties temperatūrai, var sagaidīt ūdens satura pieaugumu, kura palielināšanās izraisa mākoņu albedo pieaugumu, bet maz ietekmē to garo viļņu starojumu. , izņemot spalvu mākoņus, kas nav pilnībā melni. Tas samazina atmosfēras un virsmas sildīšanu saules starojuma ietekmē un līdz ar to arī temperatūru, un ir negatīvas mākoņa starojuma atgriezeniskās saites piemērs. Šīs atgriezeniskās saites parametra X vērtības aplēses ir ļoti dažādas no 0 līdz 1,9 W-m 2-K 1. Jāpiebilst, ka nepietiekami detalizēts mākoņu fizikālo, optisko un radiācijas īpašību apraksts, kā arī to telpiskās neviendabības neņemšana vērā ir viens no galvenajiem neskaidrības avotiem globālo klimata pārmaiņu problēmas pētījumos. [...]

Vēl viens faktors, kam arī nav pievērsta uzmanība, ir tas, ka izdalītais aerosols var būtiski vājināt saules starojumu, kura ietekmē atmosfērā atjaunojas ozons. Albedo pieaugumam, ko izraisa palielināts aerosola saturs stratosfērā, vajadzētu izraisīt temperatūras pazemināšanos, kas palēnina ozona atjaunošanos. Šeit tomēr ir jāveic detalizēti aprēķini ar dažādi modeļi aerosols, jo daudzi aerosoli manāmi absorbē saules starojumu, un tas izraisa zināmu atmosfēras uzsilšanu.[...]

Tiek prognozēts, ka CO2 satura palielināšanās atmosfērā par 60% no pašreizējā līmeņa var izraisīt zemes virsmas temperatūras paaugstināšanos par 1,2 - 2,0 °C. Atgriezeniskajai saitei starp sniega segas daudzumu, albedo un virsmas temperatūru vajadzētu novest pie tā, ka temperatūras izmaiņas varētu būt vēl lielākas un izraisīt fundamentālas klimata izmaiņas uz planētas. neparedzamas sekas.[ ...]

Lai saules starojuma plūsmas vienība nokrīt uz mākoņa slāņa augšējo robežu X01 plaknē: un ср0 = 0 ir Saules zenīta un azimuta leņķi. Spektra redzamajā apgabalā var neņemt vērā Rayleigh un aerosola gaismas izkliedi; Mēs iestatām pamata virsmas albedo vienādu ar nulli, kas aptuveni atbilst okeāna albedo. Tekstā ir īpaši atzīmēti redzamā saules starojuma lauka statistisko raksturlielumu aprēķini, kas veikti pie Lamberta pamata virsmas albedo, kas nav nulle. Izkliedes indikators tiek aprēķināts, izmantojot Mie teoriju modeļa mākoņam Cx [1] un viļņa garumam 0,69 μm. Mākoņu lauku ģenerē Puasoja punktu kopums kosmosā.[...]

Nestabilitātes fiziskais mehānisms ir tāds, ka zemes mitruma rezervju uzkrāšanās ātrums nokrišņu dēļ pārsniedz to samazināšanās ātrumu upju noteces dēļ, un zemes mitruma palielināšanās, kā parādīts iepriekš, izraisa Zemes albedo samazināšanos un pēc tam tiek realizēta pozitīva atgriezeniskā saite, kas noved pie klimata nestabilitātes. Būtībā tas nozīmē, ka Zeme pastāvīgi tiek pārdzisusi (ledus laikmeti, klimata atdzišana) vai pārkarsusi (klimata sasilšana un mitrināšana, pastiprināta veģetācijas attīstība - “slapjās un zaļās” Zemes režīms).[...]

Jāpatur prātā, ka siltumnīcas efekta kopumā un tā komponentu aplēšu precizitāte joprojām nav absolūta. Nav skaidrs, piemēram, kā var precīzi ņemt vērā ūdens tvaiku lomu siltumnīcā, kas, parādoties mākoņiem, kļūst par spēcīgu faktoru Zemes albedo palielināšanā. Stratosfēras ozons ir ne tik daudz siltumnīcefekta gāze, cik anti-siltumnīcefekta gāze, jo tas atspoguļo aptuveni 3% no ienākošā saules starojuma. Putekļi un citi aerosoli, īpaši sēra savienojumi, samazina zemes virsmas uzkaršanu un zemāka atmosfēra, lai gan tuksneša apgabalu siltuma bilancē tie spēlē pretēju lomu.[...]

Tātad saules starojuma absorbcija un atstarošana ar aerosola daļiņām izraisīs atmosfēras radiācijas īpašību izmaiņas, zemes virsmas vispārēju atdzišanu; ietekmēs makro un mezo mēroga atmosfēras cirkulāciju. Daudzu kondensācijas kodolu parādīšanās ietekmēs mākoņu veidošanos un nokrišņus; notiks izmaiņas zemes virsmas albedo. Ūdens iztvaikošana no okeāniem aukstā gaisa pieplūduma klātbūtnē no kontinentiem izraisīs spēcīgus nokrišņus piekrastes rajonos un kontinentos; enerģijas avots, kas spēj izraisīt vētru, būs iztvaikošanas siltums.[...]

Risinot trīsdimensiju transporta vienādojumu, tika izmantoti periodiski robežnosacījumi, kas pieņem, ka slānis 0[...]

Troposfēras virsmas slāni visvairāk ietekmē antropogēnā ietekme, kuras galvenais veids ir ķīmiskais un termiskais gaisa piesārņojums. Gaisa temperatūru visspēcīgāk ietekmē teritorijas urbanizācija. Temperatūras atšķirības starp urbanizētu teritoriju un apkārtējām neapbūvētajām teritorijām ir saistītas ar pilsētas lielumu, apbūves blīvumu un sinoptiskiem apstākļiem. Temperatūras paaugstināšanās tendence ir katrā mazā un liela pilsēta. Lielajām pilsētām mērenā joslā temperatūras kontrasts starp pilsētu un priekšpilsētām ir 1-3° C. Pilsētās parādīšanās rezultātā pazeminās zemās virsmas albedo (atstaroto starojuma attiecība pret kopējo starojumu). ēkām, būvēm un mākslīgajām virsmām, kur saules starojumu intensīvāk absorbē un akumulē būves ēkas absorbē siltumu dienas laikā, izdalot atmosfērā vakarā un naktī. Siltuma patēriņš iztvaikošanai tiek samazināts, jo tiek samazinātas zaļo zonu aizņemtās platības ar atklātu augsnes segumu, un lietus ūdens novadīšanas sistēmu ātra nokrišņu aizvadīšana neļauj izveidot mitruma rezerves augsnēs un virszemes ūdenstilpēs. Pilsētas attīstība izraisa gaisa stagnācijas zonu veidošanos, kas izraisa tā pārkaršanu, mainās arī gaisa caurspīdīgums pilsētā, jo tajā palielinās rūpniecības uzņēmumu un transporta piemaisījumu saturs. Pilsētā samazinās kopējais saules starojums, kā arī pretinfrasarkanais starojums no zemes virsmas, kas kopā ar ēku siltuma pārnesi izraisa lokāla “siltumnīcas efekta” parādīšanos, t.i., pilsēta ir “apklāta” ar siltumnīcefekta gāzu un aerosola daļiņu segu. Pilsētas attīstības ietekmē mainās nokrišņu daudzums. Galvenais faktors tam ir pamatvirsmas nogulumu caurlaidības radikāla samazināšana un tīklu izveide virszemes noteces novadīšanai no pilsētas. Liela nozīme ir milzīgajam sadedzinātās ogļūdeņraža degvielas daudzumam. Pilsētas teritorijā siltajos laikos vērojams absolūtā mitruma vērtību samazinājums un pretējs aina aukstajos laikos - pilsētas iekšienē mitrums ir augstāks nekā ārpus pilsētas.[...]

Apskatīsim dažas sarežģītu sistēmu pamatīpašības, paturot prātā jēdziena “komplekss” piekrišanu. Viena no sistēmas galvenajām iezīmēm, kas liek mums to uzskatīt par neatkarīgu objektu, ir tā, ka sistēma vienmēr ir vairāk nekā tās veidojošo elementu summa. Tas izskaidrojams ar to, ka lielākā daļa svarīgas īpašības sistēmas ir atkarīgas no savienojumu rakstura un skaita starp elementiem, kas sistēmai dod iespēju laika gaitā mainīt savu stāvokli un diezgan daudzveidīgi reaģēt uz ārējām ietekmēm. Savienojumu daudzveidība nozīmē, ka ir dažāda “svara” vai “stipruma” savienojumi; Turklāt sistēmā rodas atsauksmes ar dažādām darbības pazīmēm - pozitīvas un negatīvas. Elementiem vai apakšsistēmām, kas savienotas ar pozitīvu atgriezenisko saiti, ir tendence, ja tos neierobežo citi savienojumi, savstarpēji pastiprināt viens otru, radot sistēmā nestabilitāti. Piemēram, vidējās temperatūras paaugstināšanās uz Zemes noved pie polāro un kalnu ledus, samazinot albedo un absorbējot vairāk enerģijas, kas nāk no Saules. Tas izraisa turpmāku temperatūras paaugstināšanos, ledāju – Saules starojuma enerģijas atstarotāju – laukuma paātrinātu samazināšanos. Ja ne daudzi citi faktori, kas ietekmē planētas virsmas vidējo temperatūru, Zeme varētu pastāvēt tikai kā "ledainu", kas atspoguļo gandrīz visu saules starojumu, vai kā karstu, nedzīvu planētu, piemēram, Venēru.

Arktika piedzīvo globālās sasilšanas sekas divreiz ātrāk nekā pārējā planēta

Ledāji, kas atkāpjas, ne tikai nodrošina piekļuvi vērtīgiem minerāliem un jauniem kuģošanas ceļiem, bet arī rada nopietnas briesmas. Kas no tā iegūs un kādas ir šo klimata pārmaiņu sekas?

Stāvot uz Grenlandes ledāja, kļūst skaidrs, kāpēc nemierīgi mūsdienu cilvēks tik cieņpilni savvaļas dzīvniekiem. Lai kur jūs skatītos, ledus piesaista skatienu, to saspiež un saasina unikāla dabas spēku saplūšana.

gadā skrupulozi var novērot sudraba un debeszilas ledus grēdas, ledus uzkalniņus un citus sasalušus darbus. tīrs gaiss Arktika. Lielie ledāji atjauno kārtību starp apledojušajām ēkām, nolaižoties līdz pusaizsalušajai jūrai.

Ledus cepure joprojām ir savā vietā, sastingusi savā sašutumā. Nav ne elpas, ne dzinēja skaņas, ne putni sauc. Nav trokšņa. Trokšņa vietā ir tā pilnīga neesamība. Jūs to jūtat kā spiedienu savos deniņos un, ja uzmanīgi klausāties, kā spoka rēcienu. Sasalušu ūsu Eiropas pētnieku paaudzēm ledus sega joprojām ir sinonīms vārdam dabas spēks.

Arktika ir viena no vismazāk izpētītajām vietām pasaulē. Šī ir pēdējā mežonīga vieta. Pat tās jūru un upju nosaukumi ir maz zināmi, lai gan daudzi no tiem ir diezgan lieli. Jeņisejs un Ļena - katrs no viņiem nes vairāk ūdens jūrā nekā Misisipi vai Nīla.

Grenlande, lielākā sala pasaulē, ir sešas reizes lielāka par Vāciju. Tomēr tajā ir tikai 57 000 iedzīvotāju, galvenokārt inuīti, kas ir izkaisīti starp mazām piekrastes kopienām.

Kopumā Arktikā, ko aptuveni definē polārais loks ar nelielu pieguļošu teritoriju dienvidos, dzīvo tikai 4 miljoni cilvēku, no kuriem aptuveni puse dzīvo dažās skumjās postpadomju pilsētās, piemēram, Murmanskā un Magadanā. Pārējo teritoriju, ieskaitot lielu daļu Sibīrijas, Aļaskas ziemeļos, Kanādas ziemeļos, Grenlandē un Skandināvijas ziemeļos, apdzīvo ļoti maz cilvēku. Tomēr reģions nebūt nav neaizskarams.

Ātra kustība uz priekšu

Pasaules siltuma karte, kas parāda temperatūras izmaiņas krāsā, krāso Arktiku spilgti bordo krāsā. Kopš 1951. gada tā ir sasilusi apmēram divas reizes ātrāk nekā vidēji pasaulē. Temperatūra Grenlandē šajā periodā paaugstinājās par 1,5°C, salīdzinot ar aptuveni 0,7°C visā pasaulē. Paredzams, ka šī neatbilstība turpināsies.

Globālās temperatūras paaugstināšanās par 2°C – šķietami neizbēgama, jo siltumnīcefekta gāzu emisijas turpina pieaugt – nozīmētu 3-6°C sasilšanu Arktikā.

Gandrīz visi Arktikas ledāji ir atkāpušies. Arktikas zemes apjoms, ko klāj vasaras sākuma sniegs, kopš 1966. gada ir samazinājies gandrīz par piektdaļu.

Taču Ziemeļu Ledus okeāns piedzīvo vislielākās pārmaiņas. 70., 80. un 90. gados minimālie apjomi polārais ledus samazinās par aptuveni 8% katru desmitgadi. 2007. gadā plaisa jūras ledus, kas vasaras laikā izkusa līdz 4,3 miljoniem kvadrātmetru. km. (1,7 miljoni kvadrātjūdžu), tas ir tikai puse no apgabala vidējā rādītāja 20. gs. 60. gados un par 24% mazāk nekā iepriekšējais zemākais rādītājs, kas noteikts 2005. gadā. Tas pirmo reizi cilvēces vēsturē atbrīvoja ledu no tā sauktās rietumu ejas, jūras ceļa cauri 36 tūkstošiem salu Kanādas Arktiskā arhipelāgā.

Zinātnieki mēģina to izskaidrot ar to, ka 2007. gadā visi dabas mainīguma spēki, tostarp silts laiks, skaidras debesis un siltās straumes, kas sakārtoti, lai uzlabotu sezonas kušanu. Bet pagājušajā gadā nebija tik ievērojama sakritība: tas bija parasts gads Arktikai. Un apjomi jūras ledus saruka līdz gandrīz tādam pašam izmēram.

Nav nopietnu šaubu, kas ir galvenais sasilšanas cēlonis. Arktikā, tāpat kā citur uz planētas, tas notiek sakarā ar palielinātu gāzu emisiju atmosfērā, kas aiztur siltumu, galvenokārt oglekļa dioksīds emisijas, sadedzinot fosilo kurināmo. Jo atmosfēra zaudē mazāk saules siltums, viņa pārkarst - šī fiziskais efekts tālajā 1896. gadā prognozēja zviedru zinātnieks Svante Arrhenius. Bet kāpēc Arktikā sasilšana notiek ātrāk nekā citās vietās?

Vispirms apsveriet, cik Arktika ir jutīga pret temperatūras izmaiņām tās atrašanās vietas dēļ. Abās puslodēs klimata sistēmas ir paredzētas, lai novirzītu siltumu no tvaikojošā ekvatora uz sasalušajiem poliem. Bet ziemeļos šāda apmaiņa ir daudz efektīvāka. Daļēji tas ir saistīts ar Eiropas, Āzijas un Amerikas augsto kalnu grēdām, kas palīdz sajaukt siltās un aukstās frontes, tāpat kā laukakmeņi virza ūdens aizplūšanu straumē. Antarktīda, ko ieskauj plašas dienvidu jūras, ir pakļauta daudz mazākai atmosfēras sajaukšanai.

Arktiku apņemošās sauszemes masas arī neļauj polārajiem okeāniem normāli cirkulēt ap to, kā tas notiek ap Antarktīdu. Tā vietā starp Arktikas sauszemes masām notiek milzīga aukstā un karstā ūdens masu apmaiņa no ziemeļiem uz dienvidiem: Klusais okeāns tek cauri Bēringa šaurumam starp Sibīriju un Aļasku un Atlantijas okeānu caur Framas šaurumu starp Grenlandi un Norvēģijas Špicbergenas arhipelāgu.

Tādējādi vidējā gada temperatūra augstajā Arktikā (sauszemes un jūras ziemeļu malās ārpus tās) saglabājas salīdzinoši karstā -15 °C līmenī, un lielākā daļa pārējās Arktikas lielu daļu gada ir tuvu kušanas temperatūrai. Pat neliela sasilšana var būtiski ietekmēt reģiona ekosistēmas.

Arī Antarktīda sasilst, taču ar vidējo gada temperatūru -57°C, būs vajadzīgas vairāk nekā dažas karstas vasaras, lai tas kļūtu acīmredzams.

Albedo efekts

Efektīvai ziemeļu-dienvidu gaisa sajaukšanai var būt arī nozīme Arktikas sasilšanas palielināšanā. Vēji, kas pūš uz ziemeļiem, nes piesārņotājus, tostarp sodrējus no Eiropas un Āzijas skursteņiem, un tas spēcīgi ietekmē sniega temperatūras paaugstināšanos.

Pēdējās desmitgadēs ir pieaudzis dzīvsudraba līmenis, kas ir ogļu dedzināšanas blakusprodukts, eskimosu ēsto belugu, valzirgu un polārlāču audos. Tas ir vēl viens iemesls, kāpēc Arktika nav jaunava.

Bet galvenais iemesls sasilšanas efekta palielināšana Arktikā ir viegla sniega un ledus aizstāšana ar tumšas krāsas augsni vai ūdeni. Tā kā tumšas virsmas absorbē vairāk siltuma nekā gaišas, tas izraisa lokālu sasilšanu, kas izraisa lielāku sniega un ledus kušanu, kas savukārt atbrīvo vēl vairāk tumšās zemes un ūdens utt.

Tā sauktajam albedo efektam ir spēcīgāka pozitīva ietekme, nekā gaidīja lielākā daļa pētnieku. Lielākā daļa klimata pārmaiņu modeļu prognozē, ka Ledus okeāns varētu kļūt brīvs vasarā līdz šī gadsimta beigām. Pētījumi, kas publicēti 2009. gadā žurnālā Geophysical Research Letters, liecina, ka tas varētu notikt pirms 2037. gada. Daži tagad uzskata, ka tas būs vēl ātrāk.

Ir grūti pārvērtēt, cik dramatiskas tam būs sekas. Var gadīties, ka ne kopš Amerikas lielo mežu izciršanas 19. gadsimtā vai, iespējams, kopš Ķīnas un Rietumeiropas majestātisko mežu iznīcināšanas tūkstoš gadus iepriekš, pasaule nav piedzīvojusi tik pārsteidzošas pārmaiņas. vidi. Sekas Arktikas ekosistēmām būs izšķirošas.

Pazūdot senajām ledus barjerām, Arktikas piekrastes tiek erodētas; daļa Aļaskas sauszemes masas atkāpjas par 14 metriem (45 pēdām) gadā. Izmitināšanas nišas, piemēram, peldbaseini izkausētu ūdeni uz daudzgadu ledus tie ir samazināti. Dažas ļoti specializētas Arktikas sugas, visticamāk, izmirs, jo to dzīvotnes sarūk un to vietu ieņems dienvidu sugas. Pārējiem veiksies.

Pirmās šīs bioloģiskās pārstrukturēšanas pazīmes jau ir acīmredzamas. Dzīve ir sarežģīta tīri arktiskām sugām, tostarp polārlācim. Reģionā jaunas sugas, piemēram, makreles un Atlantijas mencas, arvien biežāk tiek nozvejotas traleru tīklos. Tomēr izmaiņu sekas Arktikā būs jūtamas tālu aiz tās robežām.

Jūras ledāju kušana neietekmēs globālo jūras līmeni, jo ledus peld un izspiež savu jūras ūdens masu. Taču ledāju kušanai būs ietekme, un Arktikā jau strauji samazinās ledus uzkrāšanās.

Grenlandes ledus cepure zaudē apmēram 200 gigatonnas ledus gadā, kas ir pietiekami, lai nodrošinātu ūdeni miljardiem cilvēku. Mazākās Arktikas ledus cepures un ledāji kopā zaudē līdzīgu daudzumu. Pat pirms tas kļuva skaidrs, Klimata pārmaiņu starpvaldību padome (IPCC) prognozēja, ka šī gadsimta laikā jūras līmenis paaugstināsies par 59 cm. Ņemot vērā to, kas notiek ziemeļos, daudzi tagad uzskata, ka šīs cerības ir pārāk pieticīgas.

Pastāv bažas, ka Arktikas kušanas ūdeņu plūsma varētu izjaukt pasaules okeānu spēcīgos “žiru ceļus”, silto tropisko un auksto polāro ūdeņu apmaiņu. Tas ir noticis iepriekš, līdz vismaz septiņas reizes pēdējo 60 tūkstošu gadu laikā, un no tā ir jāizvairās.

Taču jaunākie pierādījumi liecina, ka šāda katastrofa nav neizbēgama. Vēl viena problēma - ka Arktikas kušana varētu izdalīt milzīgu daudzumu oglekļa dioksīda un metāna - ir skaidrāk. Arī tas notika jau aptuveni pirms 55 tūkstošiem gadu, izraisot globālās temperatūras paaugstināšanos par 5°C vairāku tūkstošu gadu laikā.

Šādus riskus ir grūti izsekot, ja vien tie nav pārāk bīstami. Daudzi Arktikā notikušo pārmaiņu elementi, tostarp sniega kušanas un ledāju atkāpšanās tempi, joprojām ir vēsturiskas atšķirības.

Tomēr tas, ka šīs izmaiņas izraisa cilvēka darbība, ir bezprecedenta gadījums, un tas rada milzīgu nenoteiktību par to, cik ātri tās notiks. Tiem, kas sliecas ignorēt riskus, ir vērts atzīmēt, ka vēl ekstrēmākas sasilšanas prognozes Arktikas reģionos atpaliek no patiesībā notikušā.

Ziemeļu bagātības

Ilgtermiņā ledus kušanai ziemeļos var būt postošas ​​sekas. Bet paradoksālā kārtā neviena Arktikas suga no tā neiegūs tik lielu labumu kā tā, kas to izraisīja: cilvēki.

Jūras ledāju izzušana var nozīmēt pēdējās eskimosu kultūras beigas. Tomēr liela sasilšana daudzus cilvēkus varētu padarīt bagātus.

Sasalušajai tundrai atkāpjoties uz ziemeļiem, plašas Arktikas teritorijas kļūs piemērotas Lauksaimniecība. Agrāks Arktikas pavasaris varētu izraisīt augu produkcijas pieaugumu par 25%. Tas ļaus Grenlandes iedzīvotājiem izaudzēt vairāk par 100 tonnām kartupeļu, ko viņi pašlaik audzē.

Arī daudzi citi vērtīgi materiāli kļūs arvien pieejamāki. Arktika jau tagad ir liels minerālu avots, tostarp cinks Aļaskā, zelts Kanādā, dzelzs Zviedrijā un niķelis Krievijā, un vēl daudzas citas gaida, kad tās tiks iegūtas.

Arktikā ir arī daudz naftas un gāzes. Zemes dzīļu izpētes licences pašlaik tiek izsniegtas visā reģionā: ASV, Kanādā, Grenlandē, Norvēģijā un Krievijā.

18. aprīlī ExxonMobil apstiprināja līguma nosacījumus ar Krievijas uzņēmums Rosņeftj plāno investēt līdz 500 miljardiem dolāru ārzonas rezervju attīstībā, tostarp Krievijas Arktikā. Naftas uzņēmumiem nepatīk par to runāt, taču tas norāda uz citām pozitīvajām Arktikas kušanas sekām. Klimata pārmaiņas, ko izraisa fosilā kurināmā sadedzināšana, ļaus ražot vairāk Arktikas ogļūdeņražu, kas pēc tam tiks sadedzināti.

Šīs jaunās Arktikas nozares neparādīsies vienā dienā. Ziemeļos joprojām ir daudz ledāju, kuriem jāturpina darboties ārkārtīgi grūts un dārgs, 24 stundu naktis un Arktikas cikloni padarīs to vēl grūtāku.
Lielākā daļa mūsdienu izpētes centienu, visticamāk, neradīs ogļūdeņražus. Vismaz nākamos desmit gadus. Bet laika gaitā tas notiks. Cena ir milzīga un naftas kompānijas un Arktikas valstu valdības ir gatavas to maksāt.

Īsi pirms līguma starp ExxonMobil un Rosņeftj parakstīšanas Krievijas prezidents Vladimirs Putins paziņoja par plāniem padarīt ārzemniekiem daudz pievilcīgāku ieguldījumu Krievijas ārzonas enerģētikas sektorā.

"Ārzonas rezerves, īpaši Arktikā, bez pārspīlējuma ir stratēģiska rezerve 21. gadsimtā," viņš teica.

20. gadsimta pirmajā pusē Arktika kā īsākais ceļš starp Krieviju un Ameriku bija visticamākais kodolkara teātris, un daži tā attīstībā saskata jauna konflikta potenciālu. Krievija un Kanāda, divas lielākās Arktikas valstis pēc zemes platības, izraisa šīs bailes, un Arktika veicina niknu nacionālistisku noskaņojumu abās valstīs.

No savu ziemeļu reģionu perspektīvas dažas no astoņām Arktikas valstīm īsteno reģiona militarizācijas pakāpi. Norvēģija 2009. gadā pārcēla savu militāro vadības centru uz Arktikas pilsētu Reitanu. Krievija, ņemot vērā drošības jautājumus, nomaina un modernizē sešus savus kodolledlaužus, kā arī atsevišķas civilās infrastruktūras daļas. Tomēr mūsu īpašais ziņojums liecina, ka brīdinājumi par konfliktiem Arktikā, piemēram, klimatu, ir pārāk pārkarsēti.

Arktika nav neviena zeme. Atšķirībā no Antarktīdas, kuru regulē starptautisks līgums, lielākā daļa no tās ir norobežota. Starp pusduci teritoriālo strīdu reģionā, iespējams, lielākais ir strīds starp ASV un Kanādu par Ziemeļrietumu pārejas statusu. Šīs abas valstis nesāks karu. Un lielākā daļa Arktikas valstu ir NATO dalībvalstis.

Tomēr kūstošajai Arktikai būs ģeostratēģiskas sekas, kas ne tikai ļaus resursiem bagātām valstīm kļūt bagātākām. Jaunu tirdzniecības ceļu atvēršanas potenciāli postošā ietekme ir skaidra. Navigācija gar Sibīrijas piekrasti pa ziemeļaustrumu eju jeb Ziemeļu jūras ceļu (NSR), kā to sauc krievi un jūrnieki, samazina attālumu starp Rietumeiropa Un Austrumāzija par aptuveni trešdaļu. Pašlaik pārbrauktuve ir atvērta četrus vai piecus mēnešus gadā un tiek izmantota arvien vairāk.

2010.gadā NSR izmantoja tikai četri kuģi, pērn abos virzienos jau bija 34 kuģi, tostarp tankkuģi, refrižeratoru zivju kuģi un pat kruīza kuģis.

Lielie Āzijas eksportētāji – Ķīna, Japāna un Dienvidkoreja- jau investē ledlaužu kuģu būvniecībā vai plāno to darīt. Krievijai, kurai ir lieli plāni attīstīt jūras ceļu kopā ar pārkraušanas centriem un citu infrastruktūru, tas ir dubults ieguvums. Tas palīdzēs tai ātrāk piegādāt tirgu ar Arktikas resursiem, kā arī, tā kā NSR kļūst arvien plašāk izmantots, dažādot ekonomiku, kas ir atkarīga no ogļūdeņražiem.

Pastāv risks, ka šajā jautājumā var rasties strīds vai karš, kas prasa izlīgumu. Tas, kas nāk par labu Krievijai, var kaitēt Ēģiptei, kas pagājušajā gadā no Suecas kanāla, alternatīva austrumu-rietumu kuģniecības maršruta, guva ieņēmumus vairāk nekā 5 miljardu dolāru apmērā.

Tāpēc ļoti labi, ka reģionālā kluba – Arktikas padomes – darbs ir daudzsološs.

Tomēr kā jūs saskaņot Arktikas kušanas radītos vides riskus ar ekonomiskajām iespējām, ko tas radīs? Jūras ledāju sarukšana ir roku darbs, tāpat kā prēriju aršana. Tas pat var izrādīties izdevīgi. Taču arī izmaksas būs milzīgas. Videi mainoties, tiks zaudētas unikālas ekosistēmas un daudzi dabas veidi. Iemesls tam ir globālais piesārņojums, un arī ar to saistītie riski ir globāli. Arktika, kas vairs neizskatās tik tāla un neaizskarama, ir kļuvusi par spēcīgu cilvēka laikmeta simbolu.

Kopējais saules starojums, kas nonāk uz zemes virsmas, no tās daļēji atstarojas un tiek zaudēts - tas ir atstarots starojums (R k), tas veido apmēram 3% no visa saules starojuma. Atlikušais starojums tiek absorbēts augšējais slānis augsne vai ūdens, un to sauc absorbētais starojums(47%). Tas kalpo kā enerģijas avots visām kustībām un procesiem atmosfērā. Atstarošanas apjoms un attiecīgi saules starojuma absorbcija ir atkarīga no virsmas jeb albedo atstarošanas spējas. Virsmas albedo ir atstarotā starojuma attiecība pret kopējo starojumu, kas izteikta kā vienības daļa vai procentos: A=R k/Q∙100%.Atstaroto starojumu izsaka ar formulu R k = Q∙A, atlikušais absorbēts - Q–R k vai (Q·(1–A), kur 1- A - absorbcijas koeficients, un A aprēķina daļdaļās no viena.

Zemes virsmas albedo ir atkarīgs no tās īpašībām un stāvokļa (krāsa, mitrums, raupjums u.c.) un ir ļoti mainīgs, jo īpaši mērenajos un subpolārajos platuma grādos gadalaiku maiņas dēļ. Augstākais albedo ir tikko uzkritušam sniegam - 80-90%, sausām vieglām smiltīm - 40%, veģetācijai - 10-25%, slapjam melnzemim - 5%. Polārajos reģionos augstais sniega albedo noliedz priekšrocības, ko rada lielais kopējā starojuma daudzums, kas tiek saņemts vasaras pusgadā. Ūdens virsmu albedo ir vidēji mazāks nekā sauszemes, jo ūdenī stari iekļūst dziļāk augšējos slāņos nekā augsnēs, izkliedējas tur un uzsūcas. Tajā pašā laikā ūdens albedo lielā mērā ietekmē saules gaismas krišanas leņķis: jo mazāks tas ir, jo lielāka atstarošanās spēja. Ar vertikālu staru sastopamību ūdens albedo ir

2-5%, nelielos leņķos - līdz 70%. Kopumā Pasaules okeāna virsmas albedo ir mazāks par 20%, tāpēc ūdens absorbē līdz 80% no kopējā saules starojuma, būdams spēcīgs siltuma akumulators uz Zemes.

Interesants ir arī albedo sadalījums dažādos platuma grādos. globuss un dažādos gadalaikos.

Albedo parasti palielinās no zemiem uz augstiem platuma grādiem, kas ir saistīts ar mākoņainības palielināšanos virs tiem, polāro reģionu sniega un ledus virsmu un saules staru krišanas leņķa samazināšanos. Šajā gadījumā lokālais albedo maksimums ir redzams ekvatoriālajos platuma grādos, jo ir liels

mākoņainība un minimums tropiskajos platuma grādos ar to minimālo mākoņainību.

Sezonālās albedo atšķirības ziemeļu (kontinentālajā) puslodē ir lielākas nekā dienvidu puslodē, kas ir saistīts ar tā asāku reakciju uz sezonālām izmaiņām dabā. Tas ir īpaši pamanāms mērenajos un subpolārajos platuma grādos, kur albedo vasarā samazinās zaļās veģetācijas dēļ un palielinās ziemā sniega segas dēļ.

Zemes planētu albedo ir “neizmantotā” īsviļņu starojuma, kas izplūst kosmosā (viss atstarots un daļa izkliedēts) attiecība pret kopējais skaits Saules starojums, kas sasniedz Zemi. Tiek lēsts, ka tas ir 30%.

Ilgtermiņa albedo tendence ir uz atdzišanu. Aiz muguras pēdējie gadi Satelīta mērījumi uzrāda nelielu tendenci.

Iespējamas izmaiņas Zemes albedo spēcīga ietekme par klimatu. Palielinoties albedo jeb atstarošanas spējai, vairāk saules gaismas atstarojas atpakaļ kosmosā. Tam ir dzesēšanas ietekme uz globālo temperatūru. Gluži pretēji, albedo samazināšanās silda planētu. Albedo izmaiņas tikai par 1% rada starojuma efektu 3,4 W/m2, kas ir salīdzināms ar CO2 dubultošanās efektu. Kā albedo ir ietekmējis globālo temperatūru pēdējo desmitgažu laikā?

Albedo tendences līdz 2000. gadam

Zemes albedo nosaka vairāki faktori. Sniegs un ledus labi atstaro gaismu, tāpēc, tiem kūstot, albedo samazinās. Mežiem ir zemāks albedo nekā atklātās vietās, tāpēc mežu izciršana palielina albedo (piezīmēsim, ka visu mežu iznīcināšana neapstāsies globālā sasilšana). Aerosoliem ir tieša un netieša ietekme uz albedo. Tiešais efekts ir saules gaismas atstarošana kosmosā. Netieša ietekme ir tāda, ka aerosola daļiņas darbojas kā mitruma kodoli, kas ietekmē mākoņu veidošanos un kalpošanas laiku. Mākoņi savukārt ietekmē globālo temperatūru vairākos veidos. Tie atdzesē klimatu, atstarojot saules gaismu, bet tiem var būt arī sasilšanas efekts, aizturot izejošo infrasarkano starojumu.

Visi šie faktori ir jāņem vērā, summējot dažādus starojuma spēkus, kas nosaka klimatu. Zemes izmantošanas izmaiņas aprēķinātas no vēsturiskām aramzemes un ganību sastāva izmaiņu rekonstrukcijām. Novērojumi no satelītiem un no zemes ļauj noteikt aerosola līmeņa un mākoņu albedo tendences. Var redzēt, ka mākoņu albedo ir spēcīgākais faktors dažādi veidi albedo. Ilgtermiņa tendence ir uz atdzišanu, ietekme ir -0,7 W/m2 no 1850. līdz 2000. gadam.

1. att. Vidējais gada kopējais starojuma spēks(IPCC AR4 2. nodaļa) .

Albedo tendences pēc 2000. gada.

Viens veids, kā izmērīt Zemes albedo, ir skatīties uz Mēness pelnu gaismu. Tā ir saules gaisma, ko vispirms atstaro Zeme un pēc tam naktī atstaro Mēness atpakaļ uz Zemi. Mēness pelnu gaismu kopš 1998. gada novembra mēra Big Bear Saules observatorija (vairāki mērījumi veikti arī 1994. un 1995. gadā). 2. attēlā parādītas albedo izmaiņas no satelīta datu rekonstrukcijas (melna līnija) un no Mēness pelnu gaismas mērījumiem (zilā līnija) (Palle 2004) .

2. att. Albedo izmaiņas, kas rekonstruētas no ISCCP satelīta datiem (melnā līnija) un no izmaiņām Mēness pelnu gaismā (apakšējā līnija). Labā vertikālā skala parāda negatīvu starojuma piespiešanu (t.i., dzesēšanu) (Palle 2004).

Dati 2. attēlā ir problemātiski. Melnā līnija, ISCCP satelīta datu rekonstrukcija" ir tīri statistisks parametrs, un tam ir maz fiziskā nozīme, jo tajā nav ņemtas vērā nelineāras attiecības starp mākoņa un virsmas īpašībām un planētu albedo, un nav iekļautas aerosola izmaiņas albedo, piemēram, tās, kas saistītas ar Pinatubo kalnu vai antropogēnajām sulfātu emisijām." (Reāls klimats).

Vēl problemātiskāka ir albedo virsotne ap 2003. gadu, kas redzama Mēness pelnu gaismas zilajā līnijā. Tas lielā mērā ir pretrunā ar satelīta datiem, kas šobrīd uzrāda nelielu tendenci. Salīdzinājumam var atgādināt Pinatubo izvirdumu 1991. gadā, kas piepildīja atmosfēru ar aerosoliem. Šie aerosoli atstaroja saules gaismu, radot negatīvu starojuma spēku 2,5 W/m2. Tas ir strauji samazinājis globālo temperatūru. Pēc tam pelnu gaismas dati uzrādīja gandrīz -6 W/m2 ietekmi, kam vajadzēja nozīmēt vēl lielāku temperatūras kritumu. 2003. gadā līdzīgi notikumi nenotika. (Wielicki 2007).

2008. gadā tika atklāts neatbilstības cēlonis. Big Bear Observatory uzstādīja jaunu teleskopu, lai mērītu Mēness pelnu gaismu 2004. gadā. Izmantojot jaunos un uzlabotos datus, viņi atkārtoti kalibrēja savus vecos datus un pārskatīja albedo aplēses (Palle 2008). Rīsi. 3 parāda vecās (melna līnija) un atjauninātās (zilā līnija) albedo vērtības. Anomālais 2003. gada maksimums ir pazudis. Tomēr tendence palielināt albedo no 1999. līdz 2003. gadam saglabājās.

Rīsi. 3 Zemes albedo izmaiņas saskaņā ar Mēness pelnu gaismas mērījumiem. Melnā līnija - albedo izmaiņas saskaņā ar 2004. gada publikāciju (Palle 2004). Zilā līnija – atjauninātas albedo izmaiņas pēc datu analīzes procedūru uzlabojumiem, iekļaujot arī datus ilgākā laika periodā (Palle 2008).

Cik precīzi albedo var noteikt pēc mēness pelnu gaismas? Metode nav globāla mēroga. Katrā novērojumā tas ietekmē aptuveni trešdaļu Zemes, un daži apgabali vienmēr paliek "neredzami" no novērošanas vietas. Turklāt mērījumi tiek veikti reti un tiek veikti šaurā viļņu garuma diapazonā no 0,4 līdz 0,7 µm (Bender 2006).

Turpretim satelītu dati, piemēram, CERES, kas ir globāls Zemes īsviļņu starojuma mērījums, ietver visas virsmas un atmosfēras īpašību sekas. Salīdzinot ar pelnu gaismas mērījumiem, tie aptver plašāku diapazonu (0,3-5,0 µm). CERES datu analīze neliecina par ilgtermiņa albedo tendenci no 2000. gada marta līdz 2005. gada jūnijam. Salīdzinājums ar trim neatkarīgām datu kopām (MODIS, MISR un SeaWiFS) parāda "ievērojamu vienošanos" starp visiem 4 rezultātiem (Loeb 2007a).

Rīsi. 4 Mēneša vidējās CERES SW TOA plūsmas un MODIS mākoņu daļas izmaiņas ().

Albedo ietekmēja globālās temperatūras - galvenokārt atdzišanas virzienā ilgtermiņa tendencē. Runājot par jaunākajām tendencēm, pelnu gaismas dati liecina par albedo pieaugumu no 1999. līdz 2003. gadam, ar nelielām izmaiņām pēc 2003. gada. Satelīti uzrāda nelielas izmaiņas kopš 2000. gada. Albedo izmaiņu radiācijas ietekme pēdējos gados ir bijusi minimāla.