Albedo Zeme. Živá hmota zvyšuje absorpciu slnečného žiarenia zemským povrchom, čím sa znižuje albedo nielen pevniny, ale aj oceánu. Je známe, že suchozemská vegetácia výrazne znižuje odraz krátkovlnného slnečného žiarenia do vesmíru. Albedo lesov, lúk a polí nepresahuje 25%, ale je častejšie určené číslami od 10% do 20%. Menej albeda je len na hladkej vodnej hladine s priamym žiarením a na mokrej černozeme (asi 5 %), holá, vysušená pôda alebo zasnežená krajina však vždy odráža oveľa viac slnečného žiarenia, ako keď sú chránené vegetáciou. Rozdiel môže dosiahnuť niekoľko desiatok percent. Suchý sneh teda odráža 85 – 95 % slnečného žiarenia a les v prípade stabilnej snehovej pokrývky iba 40 – 45 %. [...]

Bezrozmerná veličina charakterizujúca odrazivosť telesa alebo sústavy telies. A. prvok odrazovej plochy - pomer (v percentách) intenzity (hustoty toku) žiarenia odrazeného daným prvkom k intenzite (hustote toku) žiarenia, ktoré naň dopadá. To sa týka difúzneho odrazu; pri smerovom odraze nehovoria o odraze, ale o koeficiente odrazu. A. sa líši: integrálny - pre žiarenie v celom rozsahu jeho vlnových dĺžok a spektrálny - pre jednotlivé oblasti spektrum Pozri tiež albedo prirodzeného povrchu, albedo Zeme.[...]

ALBEDO ZEME. Percento slnečného žiarenia vyžarovaného zemeguľou (spolu s atmosférou) späť do svetového priestoru k slnečnému žiareniu prijatému na hranici atmosféry. Návrat slnečného žiarenia Zemou pozostáva z odrazu od zemského povrchu, rozptylu priameho žiarenia atmosférou do priestoru (spätný rozptyl) a odrazu od horného povrchu oblakov. A. 3. vo viditeľnej časti spektra (vizuálne) – asi 40 %. Pre integrálny tok slnečného žiarenia je integrál (energia) A. 3. asi 35 %. Pri absencii oblačnosti by vizuálna A. 3. bola asi 15 %.[...]

Albedo je hodnota charakterizujúca odrazivosť povrchu telesa; pomer (v %) odrazeného toku slnečného žiarenia k toku dopadajúceho žiarenia.[...]

Albedo povrchu závisí od jeho farby, drsnosti, vlhkosti a ďalších vlastností. Albedo vodných plôch v slnečnej nadmorskej výške nad 60° je menšie ako albedo pevniny, pretože slnečné lúče prenikajúce do vody sú v nej z veľkej časti absorbované a rozptýlené. [...]

Albedo všetkých povrchov a najmä vodných plôch závisí od výšky Slnka: najnižšie albedo sa vyskytuje napoludnie, najvyššie ráno a večer. Je to spôsobené tým, že v nízkej slnečnej nadmorskej výške sa zvyšuje podiel rozptýleného žiarenia na celkovom žiarení, ktoré sa odráža od hrubého podkladového povrchu vo väčšej miere ako priame žiarenie.[...]

ALBEDO je veličina charakterizujúca odrazivosť akéhokoľvek povrchu. A. sa vyjadruje pomerom žiarenia odrazeného povrchom k slnečnému žiareniu prijatému na povrch. Napríklad A. chernozem - 0,15; piesok - 0,3-0,4; priemer A. Zem - 0,39, Mesiac - 0,07. [...]

Uveďme albedo (%) rôznych pôd, hornín a vegetácie (Chudnovský, 1959): suchá černozem -14, vlhká černozem - 8, suchá sierozem - 25-30, mokrá sierozem 10-12, suchá hlina -23, mokrá. hlina - 16, biely a žltý piesok - 30-40, jarná pšenica - 10-25, ozimná pšenica - 16-23, zelená tráva -26, sušená tráva -19, bavlna -20-22, ryža - 12, zemiaky - 19 [...]

Dôkladné výpočty pevninského albeda z obdobia raného pliocénu (pred 6 miliónmi rokov) ukázali, že v tomto období bolo albedo pevninského povrchu severnej pologule o 0,060 menšie ako súčasné, a ako naznačujú paleoklimatické údaje, klíma tohto éra bola teplejšia a vlhkejšia; v stredných a vysokých zemepisných šírkach Eurázie a Severná Amerika vegetačný kryt sa vyznačoval bohatším druhovým zložením, lesy zaberali rozsiahle územia, na severe siahali k pobrežiam kontinentov, na juhu ich hranica prebiehala južne od hranice modernej lesnej zóny.[...]

Merania pomocou albedomerov umiestnených vo výške 1-2 m nad zemským povrchom umožňujú určiť albedo malých plôch. Hodnoty albeda veľkých oblastí používané pri výpočtoch radiačnej bilancie sa určujú z lietadla alebo satelitu. Typické hodnoty albeda: mokrá pôda 5-10%, čierna pôda 15%, suchá hlinitá pôda 30%, svetlý piesok 35-40%, poľné plodiny 10-25%, trávnatá plocha 20-25%, les - 5-20%, čerstvo napadnutý sneh 70-90%; vodná plocha pre priame žiarenie od 70-80% so slnkom blízko horizontu do 5% s vysokým slnkom, pre difúzne žiarenie asi 10%; horná plocha oblačnosti 50 – 65 %.[...]

Maximálna závislosť albeda sa nachádza na prírodných povrchoch, na ktorých sa popri difúznom odraze pozoruje úplný alebo čiastočný zrkadlový odraz. Ide o hladkú a mierne narušenú vodnú plochu, ľad, sneh pokrytý kôrou.[...]

Je zrejmé, že pre dané jednotlivé albedo rozptylu sa bude absorpcia zvyšovať so zvyšujúcim sa podielom difúzneho žiarenia a priemernou multiplicitou rozptylu. V prípade stratusových oblakov so zväčšujúcim sa zenitovým uhlom Slnka absorpcia klesá (tabuľka 9.1), pretože albedo vrstvy oblakov sa zvyšuje a v dôsledku silného predĺženia rozptylovej čiary vpred sa zdá byť priemerný faktor rozptylu odrazeného žiarenia klesá. Tento výsledok je v súlade s výpočtami. Pre kupovité oblaky platí opačný vzťah, čo sa vysvetľuje tým, že pri veľkých oblakoch prudko narastá podiel difúzneho žiarenia. Pre Q = 0° platí nerovnosť Pst (¿1, zw+1) > PCi, gL/+1), čo je spôsobené tým, že žiarenie vychádzajúce cez strany kupovitých oblakov má v priemere nižší faktor rozptylu. Pri = 60° je účinok spojený s priemerným zvýšením podielu difúzneho žiarenia silnejší ako účinok v dôsledku zníženia priemerného faktora rozptylu, preto platí inverzná nerovnosť.[...]

Na výpočet priestorovo spriemerovaného albeda sa používa nezávislá pixelová aproximácia (IPA). Zmyslom aproximácie je, že vlastnosti žiarenia každého pixelu závisia len od jeho vertikálnej optickej hrúbky a nezávisia od optickej hrúbky susedných oblastí. To znamená, že zanedbávame efekty spojené s konečnou veľkosťou pixelov a horizontálnym prenosom žiarenia.[...]

Existuje integrálne (energetické) albedo pre celý tok žiarenia a spektrálne albedo pre jednotlivé spektrálne oblasti žiarenia, vrátane vizuálneho albeda pre žiarenie vo viditeľnej oblasti spektra. Keďže spektrálne albedo je rôzne pre rôzne vlnové dĺžky, A.E.P. sa mení s výškou slnka v dôsledku zmien v spektre žiarenia. Ročný priebeh A.E.P. závisí od zmien v povahe podkladového povrchu.[...]

Derivát 911/ dC je rozdiel medzi priemerným albedom oblakov stratus a cumulus, ktorý môže byť pozitívny alebo negatívny (pozri obr. 9.5, a).[...]

Zdôrazňujeme, že pri nízkych hodnotách vlhkosti sa albedo krajiny mení najprudšie a malé výkyvy kontinentálnej vlhkosti by mali viesť k výrazným výkyvom albeda, a teda teploty. Zvýšenie globálnej teploty vzduchu vedie k zvýšeniu jeho vlhkosti (teplá atmosféra obsahuje viac vodnej pary) a k zvýšeniu vyparovania vôd Svetového oceánu, čo zase prispieva k zrážkam na súši. Ďalšie zvýšenie teploty a vlhkosti kontinentov zabezpečuje lepší rozvoj prirodzených rastlinných krytov (napríklad produktivita tropických dažďových pralesov Thajska je 320 centov suchej hmoty na 1 hektár a púštne stepi Mongolska - 24 centov). ). To prispieva k ešte väčšiemu zníženiu albeda krajiny, zvyšuje sa množstvo absorbovanej slnečnej energie a v dôsledku toho dochádza k ďalšiemu zvýšeniu teploty a vlhkosti. [...]

Pomocou pyranometra tiež ľahko určíte albedo zemského povrchu, množstvo žiarenia vychádzajúceho z kabíny a pod.. Z priemyselne vyrábaných prístrojov sa odporúča použiť pyranometer M-80 v tandeme s GSA-1 ručičkový galvanometer [...]

Vplyv oblačnosti na biosféru je rôznorodý. Ovplyvňuje albedo Zeme, prenáša vodu z povrchu morí a oceánov na pevninu vo forme dažďa, snehu, krupobitia a tiež pokrýva Zem v noci ako prikrývka, čím znižuje jej radiačné ochladzovanie.[...]

Radiačná bilancia sa môže výrazne meniť v závislosti od albeda zemského povrchu, teda od pomeru odrazenej a prijatej energie slnečného svetla, vyjadreného v zlomkoch jednotky. Najvyššie albedo (0,8-0,9) majú uschnuté usadeniny snehu a soli; priemerné hodnoty albeda - vegetácia; najmenšie - vodné útvary (nádrže a vodou nasýtené povrchy) - 0,1-0,2. Albedo ovplyvňuje nerovnaké obdarovanie solárna energia rôzne kvalitné povrchy Zeme a s ňou susediaci vzduch: póly a rovník, pevnina a oceán, rôzne časti sushi v závislosti od charakteru povrchu atď.[...]

Koniec koncov, je potrebné vziať do úvahy také dôležité klimatické parametre, ako je albedo - funkcia vlhkosti. Albedo močiarov je napríklad niekoľkonásobne menšie ako albedo púští. A to je jasne viditeľné zo satelitných údajov, podľa ktorých má saharská púšť veľmi vysoké albedo. Ukázalo sa teda, že keď sa pôda navlhčí, vzniká aj pozitívna spätná väzba. Vlhkosť sa zvyšuje, planéta sa viac otepľuje, oceány sa viac vyparujú, na pevninu sa dostáva viac vlhkosti a vlhkosť opäť stúpa. Tento pozitívny vzťah je známy v klimatológii. A druhú pozitívnu súvislosť som už spomenul pri rozbore dynamiky kolísania hladiny Kaspického mora.[...]

V druhej verzii výpočtu sa predpokladalo, že miera závislosti albeda od zásob pôdnej vlhkosti sa znížila 4-krát a miera závislosti zrážok od teploty klesla na polovicu. Ukázalo sa, že v tomto prípade má sústava rovníc (4.4.1) chaotické riešenia. Inými slovami, efekt chaosu je výrazný a pretrváva v širokom spektre zmien parametrov hydroklimatického systému.[...]

Pozrime sa ďalej na vplyv ľadovej pokrývky. Po zavedení empirických údajov o albede Budyko pridal do rovnice týkajúcej sa teploty a žiarenia pojem, ktorý zohľadňuje nelineárnu závislosť vplyvu ľadovej pokrývky, ktorá je dôvodom samozosilňovacieho efektu. [...]

Viacnásobný rozptyl zohráva významnú úlohu pri tvorbe radiačného poľa v oblakoch, preto albedo A a prenos difúzneho žiarenia (dosahujú veľké hodnoty aj v tých pixeloch, ktoré sa nachádzajú mimo oblakov (obr. 9.4, b, d Oblaky majú rôznu hrúbku, ktorá sa pri danej realizácii oblačného poľa pohybuje od 0,033 do 1,174 km. Radiačné pole odrazené jednotlivým oblakom sa rozprestiera v priestore a prekrýva sa s radiačnými poľami iných oblakov predtým, než dosiahne g- rovina AN, kde sa určuje albedo. Účinky šírenia a prekrývania tak silno vyhladzujú závislosť albeda od horizontálnych súradníc, že ​​mnohé detaily sú maskované a zo známych hodnôt albeda je ťažké vizuálne obnoviť skutočný obraz rozloženia mrakov vo vesmíre (obr. 9.4, a, b). Vrcholy najsilnejších oblakov sú jasne viditeľné, keďže v tomto prípade vplyv vyššie uvedených efektov nie je dostatočne silný. Albedo sa pohybuje v rozmedzí od 0,24 do 0,65, a jeho priemerná hodnota je 0,33.[...]

V dôsledku viacnásobného rozptylu v systéme „povrchu pod atmosférou“ pri veľké hodnoty zvyšuje sa albedo rozptýleného žiarenia. V tabuľke 2.9, zostavený podľa údajov K. Ya. Kondratieva, ukazuje hodnoty toku rozptýleného žiarenia A pod bezoblačnou oblohou a rôzne významy albedo podkladového povrchu (/ha = 30°). [...]

Druhé vysvetlenie sa týka nádrží. Do energetickej bilancie sú zahrnuté ako komplexy, ktoré menia albedo prirodzeného povrchu. A to je spravodlivé vzhľadom na veľké, neustále rastúce plochy nádrží.[...]

Žiarenie odrazené od zemského povrchu je najdôležitejšou zložkou jeho radiačnej bilancie. Integrálne albedo prírodných povrchov sa pohybuje od 4-5% pre hlboké nádrže v slnečných nadmorských výškach viac ako 50° do 70-90% pre čistý suchý sneh. Všetky prírodné povrchy sa vyznačujú závislosťou albeda od výšky Slnka. Najväčšie zmeny albeda sú pozorované od východu slnka do jeho výšky nad horizontom okolo 30%.[...]

Úplne iný obraz je pozorovaný v tých spektrálnych intervaloch, kde samotné častice oblakov intenzívne absorbujú a jednotlivé albedo rozptylu je malé (0,5 - 0,7). Keďže pri každej udalosti rozptylu sa značná časť žiarenia pohltí, albedo oblaku sa vytvorí hlavne v dôsledku niekoľkých prvých multiplicit rozptylu, a preto bude veľmi citlivé na zmeny v ukazovateli rozptylu. Prítomnosť kondenzačného jadra už nie je schopná výrazne zmeniť albedo jednotlivého rozptylu. Z tohto dôvodu pri vlnovej dĺžke 3,75 μm dominuje indicatrix efekt aerosólu a spektrálne albedo oblakov sa zvyšuje približne 2-krát (tabuľka 5.2). Pre niektoré vlnové dĺžky môže efekt absorpcie dymovým aerosólom presne kompenzovať efekt spôsobený zmenšením veľkosti kvapiek oblaku a albedo sa nezmení.[...]

Metóda OUFR, ako sme videli, má množstvo nevýhod spojených s vplyvom aerosólu a potrebou zaviesť korekcie albeda troposféry a podkladového povrchu. Jedným zo základných obmedzení metódy je nemožnosť získať informácie z oblastí atmosféry neosvetlených Slnkom. Metóda pozorovania vlastnej emisie ozónu v pásme 9,6 µm túto nevýhodu nemá. Technicky je metóda jednoduchšia a umožňuje vzdialené merania na dennej a nočnej pologuli, v akejkoľvek geografickej oblasti. Interpretácia výsledkov je jednoduchšia v tom zmysle, že v uvažovanej oblasti spektra možno zanedbať rozptylové procesy a vplyv priameho slnečného žiarenia. Ideologicky táto metóda odkazuje klasické metódy inverzné problémy satelitná meteorológia v IR oblasti. Základom riešenia takýchto problémov je rovnica prenosu žiarenia, predtým používaná v astrofyzike. Inscenácia a všeobecné charakteristiky Meteorologické problémy a matematické aspekty riešenia sú obsiahnuté v základnej monografii K. Ya.Kondratieva a Yu.M. Timofeeva.[...]

Spojené kráľovstvo pre Zem ako celok, vyjadrené ako percento prílevu slnečného žiarenia na hornej hranici atmosféry, sa nazýva zemské albedo alebo planetárne albedo (Zeme).[...]

[ ...]

Je pravda, že zníženie obsahu vodnej pary znamená aj zníženie oblačnosti a mraky pôsobia ako hlavný faktor, ktorý zvyšuje albedo Zeme alebo ho znižuje, ak sa oblačnosť zníži. [...]

Sú potrebné aj presnejšie údaje o procesoch fotodisociácie (O2, NO2, H2O2 atď.), t. j. o absorpčných prierezoch a kvantových výťažkoch, ako aj o úlohe rozptylu svetla aerosólu a albeda v procese disociácie. Veľmi zaujímavá je aj variabilita krátkovlnnej časti slnečného spektra v čase.[...]

Je dôležité poznamenať, že fytoplanktón má vyššiu odrazivosť (Lkv 0,5) pri vlnových dĺžkach slnečného žiarenia A > 0,7 μm ako pri kratších X (Lkv 0,1). Táto spektrálna variácia albeda je spojená s potrebou rias na jednej strane absorbovať fotosynteticky aktívne žiarenie (obr. 2.29) a na druhej strane znižovať prehrievanie. Posledne menované sa dosahuje ako výsledok odrazu žiarenia s dlhšími vlnovými dĺžkami fytoplanktónom. Dá sa predpokladať, že vzorce uvedené v odseku 2.2 sú vhodné aj na výpočet takých parametrov tepelných tokov, ako je prichádzajúce a vystupujúce žiarenie, emisivita a albedo za predpokladu, že údaje o Ha a iných meteorologických prvkoch majú aj potrebné vyššie časové rozlíšenie (t.j. získané s kratším časovým krokom).[...]

Z fyzikálne odôvodneného predpokladu, že koncentrácia vodnej pary stúpa so zvyšujúcou sa teplotou, vyplýva, že môžeme očakávať zvýšenie obsahu vody, ktorej zvýšenie vedie k zvýšeniu albeda oblačnosti, ale má malý vplyv na ich dlhovlnné vyžarovanie. , s výnimkou cirrusových oblakov, ktoré nie sú úplne čierne. To znižuje zahrievanie atmosféry a povrchu slnečným žiarením, a tým aj teplotu, a poskytuje príklad negatívnej spätnej väzby vyžarovania oblakov. Odhady hodnoty parametra X tejto spätnej väzby sa značne líšia od 0 do 1,9 W-m2-K1. Treba si uvedomiť, že nedostatočne podrobný popis fyzikálnych, optických a radiačných vlastností oblakov, ako aj nezohľadnenie ich priestorovej heterogenity je jedným z hlavných zdrojov neistoty pri výskume problému globálnych klimatických zmien. [...]

Ďalším faktorom, ktorému sa tiež nevenovala pozornosť, je, že emitovaný aerosól môže výrazne utlmiť slnečné žiarenie, pod vplyvom ktorého sa v atmosfére obnovuje ozón. Zvýšenie albeda v dôsledku zvýšeného obsahu aerosólov v stratosfére by malo viesť k zníženiu teploty, čo spomaľuje obnovu ozónu. Tu je však potrebné vykonať podrobné výpočty s rôzne modely aerosól, pretože mnohé aerosóly zreteľne absorbujú slnečné žiarenie, čo vedie k určitému zahrievaniu atmosféry.[...]

Predpokladá sa, že zvýšenie obsahu CO2 v atmosfére o 60 % súčasnej úrovne môže spôsobiť zvýšenie teploty zemského povrchu o 1,2 - 2,0 °C. Existencia spätnej väzby medzi množstvom snehovej pokrývky, albedom a povrchovou teplotou by mala viesť k tomu, že teplotné zmeny by mohli byť ešte väčšie a spôsobiť zásadnú zmenu klímy na planéte s nepredvídateľné následky.[ ...]

Nech dopadá jednotkový tok slnečného žiarenia na hornú hranicu vrstvy oblakov v rovine X01: a ср0 = 0 sú zenitový a azimutálny uhol Slnka. Vo viditeľnej oblasti spektra možno zanedbať Rayleighovu a aerosólový rozptyl svetla; Albedo podkladového povrchu sme nastavili na nulu, čo približne zodpovedá albedu oceánu. Výpočty štatistických charakteristík poľa viditeľného slnečného žiarenia, uskutočnené pri nenulovom albede lambertovského podkladového povrchu, sú špecificky uvedené v texte. Indikačná čiara rozptylu je vypočítaná pomocou teórie Mie pre modelový oblak Cx [1] a vlnovú dĺžku 0,69 μm. Oblakové pole je generované Poissoyanským súborom bodov vo vesmíre.[...]

Fyzikálny mechanizmus nestability spočíva v tom, že rýchlosť akumulácie zásob zemskej vlhkosti v dôsledku zrážok prevyšuje rýchlosť ich poklesu v dôsledku odtoku riek a zvýšenie vlhkosti pôdy, ako je uvedené vyššie, spôsobuje zníženie albeda Zeme a následne realizuje sa pozitívna spätná väzba, čo vedie ku klimatickej nestabilite. V podstate to znamená, že Zem je neustále prechladzovaná (doby ľadové, ochladzovanie klímy) alebo prehrievaná (otepľovanie a zvlhčovanie klímy, zvýšený rozvoj vegetácie – režim „mokrej a zelenej“ Zeme).[...]

Je potrebné mať na pamäti, že presnosť odhadov skleníkového efektu ako celku a jeho zložiek stále nie je absolútna. Nie je napríklad jasné, ako možno presne vziať do úvahy skleníkovú úlohu vodnej pary, ktorá sa pri objavení sa oblakov stáva silným faktorom pri zvyšovaní albeda Zeme. Stratosférický ozón nie je ani tak skleníkový plyn, ako skôr anti-skleníkový plyn, pretože odráža približne 3 % prichádzajúceho slnečného žiarenia. Prach a iné aerosóly, najmä zlúčeniny síry, znižujú zahrievanie zemského povrchu a nižšia atmosféra, hoci pre tepelnú bilanciu púštnych oblastí zohrávajú opačnú úlohu.[...]

Takže absorpcia a odraz slnečného žiarenia aerosólovými časticami povedie k zmene radiačných charakteristík atmosféry, všeobecnému ochladzovaniu zemského povrchu; ovplyvní makro- a mezo-mierku atmosférickej cirkulácie. Výskyt početných kondenzačných jadier ovplyvní tvorbu oblakov a zrážok; dôjde k zmene albeda zemského povrchu. Vyparovanie vody z oceánov za prítomnosti prílevu studeného vzduchu z kontinentov spôsobí v pobrežných oblastiach a na kontinentoch výdatné zrážky; zdrojom energie schopnej vyvolať búrku bude výparné teplo.[...]

Pri riešení trojrozmernej transportnej rovnice boli použité periodické okrajové podmienky, ktoré predpokladajú, že vrstva 0[...]

Povrchová vrstva troposféry je najviac zasiahnutá antropogénnym vplyvom, ktorého hlavným typom je chemické a tepelné znečistenie ovzdušia. Na teplotu vzduchu má najsilnejší vplyv urbanizácia územia. Teplotné rozdiely medzi urbanizovaným územím a okolitými nezastavanými oblasťami sú spojené s veľkosťou mesta, hustotou zástavby a synoptickými podmienkami. V každom malom a má tendenciu stúpať teplota veľké mesto. Pre veľké mestá v miernom pásme je teplotný kontrast medzi mestom a predmestiami 1-3° C. V mestách sa albedo podkladového povrchu (pomer odrazeného žiarenia k celkovému žiareniu) znižuje v dôsledku vzhľadu budov, konštrukcií a umelých povrchov, tu je slnečné žiarenie intenzívnejšie absorbované a akumulované konštrukciami budovy absorbujú teplo cez deň s jeho uvoľňovaním do atmosféry vo večerných a nočných hodinách. Spotreba tepla na odparovanie je znížená, pretože plochy s otvoreným pôdnym krytom, ktoré zaberajú zelené plochy, sa zmenšujú a rýchle odstraňovanie zrážok systémami odvodňovania dažďovej vody neumožňuje vytváranie zásob vlhkosti v pôdach a povrchových vodách. Rozvoj miest vedie k vytváraniu zón stagnácie vzduchu, čo vedie k jeho prehrievaniu, mení sa aj priehľadnosť vzduchu v meste v dôsledku zvýšeného obsahu nečistôt v ňom z priemyselných podnikov a dopravy. V meste sa znižuje celkové slnečné žiarenie, ako aj proti infračervenému žiareniu zemského povrchu, čo spolu s prestupom tepla budov vedie k vzniku lokálneho „skleníkového efektu“, teda „zakrytia“ mesta. s pokrývkou skleníkových plynov a aerosólových častíc. Vplyvom rozvoja miest sa množstvo zrážok mení. Hlavným faktorom je radikálne zníženie priepustnosti podložia pre sedimenty a vytvorenie sietí na odvádzanie povrchového odtoku z mesta. Veľký význam má obrovské množstvo spáleného uhľovodíkového paliva. Na území mesta v teplých časoch dochádza k poklesu hodnôt absolútnej vlhkosti a naopak v chladných časoch - v meste je vlhkosť vyššia ako mimo mesta.[...]

Uvažujme o niektorých základných vlastnostiach zložitých systémov, pamätajúc na konvenciu pojmu „komplex“. Jednou z hlavných čŕt systému, ktorá nás núti považovať ho za nezávislý objekt, je, že systém je vždy viac ako len súčet jeho základných prvkov. Vysvetľuje to skutočnosť, že väčšina dôležité vlastnosti systémy závisia od povahy a počtu spojení medzi prvkami, čo dáva systému schopnosť meniť svoj stav v priebehu času a mať dosť rôznorodé reakcie na vonkajšie vplyvy. Rozmanitosť spojení znamená, že existujú spojenia rôznej „hmotnosti“ alebo „sily“; Okrem toho v systéme vznikajú spätné väzby s rôznymi znakmi pôsobenia – pozitívne aj negatívne. Prvky alebo subsystémy spojené pozitívnou spätnou väzbou majú tendenciu, ak nie sú obmedzené inými spojeniami, vzájomne sa posilňovať, čím vytvárajú nestabilitu v systéme. Napríklad zvýšenie priemernej teploty na Zemi vedie k topeniu polárnych a horský ľad, znižuje albedo a absorbuje viac energie prichádzajúcej zo Slnka. To spôsobuje ďalšie zvyšovanie teploty, zrýchlené zmenšovanie plochy ľadovcov - reflektorov žiarivej energie Slnka atď. Nebyť mnohých iných faktorov ovplyvňujúcich priemernú teplotu povrchu planéty, Zem by mohla existovať len buď ako „ľadový“, ktorý odráža takmer všetko slnečné žiarenie, alebo ako horúca planéta bez života, ako je Venuša.

Arktída zažíva účinky globálneho otepľovania dvakrát rýchlejšie ako zvyšok planéty

Ustupujúce ľadovce poskytujú nielen prístup k vzácnym nerastom a novým lodným trasám, ale predstavujú aj vážne nebezpečenstvo. Kto z toho bude mať prospech a aké sú dôsledky týchto klimatických zmien?

Keď stojíte na grónskom ľadovci, je zrejmé, prečo sú nepokojní moderný človek taký úctivý voľne žijúcich živočíchov. Kamkoľvek sa pozriete, ľad priťahuje pohľady, stlačený a zaostrený jedinečným sútokom prírodných síl.

Strieborné a azúrovo modré ľadové hrebene, ľadové kôpky a iné zamrznuté diela možno pozorne pozorovať v čistý vzduch Arktída. Veľké ľadovce obnovujú poriadok medzi ľadovými budovami a klesajú do polozamrznutého mora.

Ľadová čiapka je stále na svojom mieste, zamrznutá vo svojom rozhorčení. Nie je tam žiadny dych, žiadny zvuk motora, žiadne volanie vtákov. Žiadny hluk. Namiesto hluku je tu jeho úplná absencia. Cítite to ako tlak v spánkoch a ak pozorne počúvate, ako rev ducha. Pre celé generácie zamrznutých európskych objaviteľov je ľadová pokrývka stále synonymom slova sila prírody.

Arktída je jedným z najmenej preskúmaných miest na svete. Toto je posledné divoké miesto. Dokonca aj názvy jeho morí a riek sú málo známe, hoci mnohé z nich sú dosť veľké. Yenisei a Lena - každý z nich nesie viac vody v mori ako Mississippi alebo Níl.

Grónsko, najväčší ostrov na svete, je šesťkrát väčšie ako Nemecko. Má však len 57 000 obyvateľov, väčšinou Inuitov, roztrúsených medzi malými pobrežnými komunitami.

Celkovo je Arktída – zhruba vymedzená polárnym kruhom s malou súvislou oblasťou na juhu – domovom len 4 miliónov ľudí, z ktorých asi polovica žije v niekoľkých smutných postsovietskych mestách, ako sú Murmansk a Magadan. Zvyšok územia, vrátane veľkých častí Sibíri, severnej Aljašky, severnej Kanady, Grónska a severnej Škandinávie, obýva veľmi málo ľudí. Región však zďaleka nie je nedotknuteľný.

Rýchly pohyb vpred

Svetová tepelná mapa, ktorá ukazuje zmeny teploty vo farbe, vyfarbuje Arktídu svetlou bordovou farbou. Od roku 1951 sa otepľuje asi dvakrát rýchlejšie, ako je celosvetový priemer. Teploty v Grónsku počas tohto obdobia vzrástli o 1,5 °C v porovnaní s približne 0,7 °C na celom svete. Očakáva sa, že tento rozpor bude pokračovať.

Nárast globálnych teplôt o 2 °C – zdanlivo nevyhnutný, keďže emisie skleníkových plynov neustále rastú – by v Arktíde znamenal oteplenie o 3 – 6 °C.

Takmer všetky arktické ľadovce ustúpili. Množstvo arktickej pôdy pokrytej začiatkom leta snehom sa od roku 1966 znížilo takmer o pätinu.

Severný ľadový oceán však prechádza najväčšími zmenami. V 70., 80. a 90. rokoch minimálne objemy polárny ľad každé desaťročie klesá o približne 8 %. V roku 2007 popraskal morský ľad, ktorý sa počas leta roztopil na minimum 4,3 milióna metrov štvorcových. km. (1,7 milióna štvorcových míľ), čo je len polovica priemeru plochy v 60. rokoch a o 24 % menej ako predchádzajúce minimum stanovené v roku 2005. Tým sa po prvý raz v histórii ľudstva uvoľnil ľad takzvaného západného prechodu, námornej cesty cez 36-tisíc ostrovov arktického súostrovia Kanada.

Vedci sa to pokúšajú vysvetliť tým, že v roku 2007 všetky sily prirodzenej premenlivosti, vrátane teplého počasia, jasného neba a teplé prúdy, zoradené na zvýšenie sezónneho topenia. Minulý rok však taká pozoruhodná náhoda nebola: pre Arktídu to bol obyčajný rok. A objemy morský ľad scvrkla na takmer rovnakú veľkosť.

Niet vážnych pochybností, čo je hlavnou príčinou otepľovania. V Arktíde, ako aj inde na planéte, k tomu dochádza v dôsledku zvýšených emisií plynov do atmosféry, ktoré zachytávajú teplo, najmä oxid uhličitý emitované spaľovaním fosílnych palív. Pretože atmosféra stráca menej slnečné teplo, prehrieva sa - toto fyzický efekt predpovedal už v roku 1896 švédsky vedec Svante Arrhenius. Prečo sa však Arktída otepľuje rýchlejšie ako iné miesta?

Najprv zvážte, aká citlivá je Arktída na zmeny teploty v dôsledku jej polohy. Na oboch hemisférach sú klimatické systémy navrhnuté tak, aby smerovali teplo zo zapareného rovníka na zamrznuté póly. Ale na severe je takáto výmena oveľa efektívnejšia. Čiastočne za to môžu vysoké horské pásma Európy, Ázie a Ameriky, ktoré napomáhajú miešaniu teplého a studeného frontu, rovnako ako balvany usmerňujú odtok vody v potoku. Antarktída, ktorá je obklopená rozsiahlymi južnými morami, podlieha oveľa menšiemu premiešaniu atmosféry.

Zemské masy obklopujúce Arktídu tiež bránia polárnym oceánom v normálnej cirkulácii okolo nej, ako je to v prípade Antarktídy. Namiesto toho nastáva gigantická výmena masy studenej a horúcej vody zo severu na juh medzi arktickými pevninami: Tichý oceán preteká Beringovým prielivom, medzi Sibírom a Aljaškou, a Atlantikom cez Framský prieliv medzi Grónskom a nórskym súostrovím Špicbergy.

To udržuje priemernú ročnú teplotu vo vysokej Arktíde (severné okraje pevniny a mora za nimi) na pomerne horúcich -15 °C, pričom veľká časť zvyšku Arktídy sa väčšinu roka blíži k bodu topenia. Aj mierne oteplenie môže mať významný vplyv na ekosystémy regiónu.

Antarktída sa tiež otepľuje, ale s priemernou ročnou teplotou -57°C bude trvať viac ako pár horúcich let, kým sa to prejaví.

Albedo efekt

Pri zvyšovaní otepľovania Arktídy môže zohrávať úlohu aj efektívne miešanie vzduchu zo severu a juhu. Vetry, ktoré fúkajú na sever, prinášajú znečisťujúce látky vrátane sadzí z európskych a ázijských komínov, čo má silný vplyv na zvyšovanie teploty snehu.

V posledných desaťročiach sa tiež zvýšili hladiny ortuti, vedľajšieho produktu spaľovania uhlia, v tkanivách belugas, mrožov a ľadových medveďov, ktoré Eskimáci jedia. To je ďalší dôvod, prečo Arktída nie je panna.

ale hlavný dôvod zvýšenie účinku otepľovania v Arktíde je nahradenie svetlého snehu a ľadu tmavo sfarbenou pôdou alebo vodou. Keďže tmavé povrchy absorbujú viac tepla ako svetlé povrchy, spôsobuje to lokálne otepľovanie, ktoré vedie k väčšiemu topeniu snehu a ľadu, čo následne uvoľňuje ešte viac tmavej pôdy a vody atď.

Takzvaný albedo efekt má silnejšie pozitívne vedľajšie účinky, než väčšina výskumníkov očakávala. Väčšina modelov klimatických zmien predpovedá, že Severný ľadový oceán by sa mohol stať bez ľadu počas leta pred koncom tohto storočia. Výskum publikovaný v roku 2009 v časopise Geophysical Research Letters naznačuje, že by sa to mohlo stať pred rokom 2037. Niektorí teraz veria, že to bude ešte skôr.

Je ťažké preceňovať, aké dramatické dôsledky to bude mať. Je možné, že nie od vyrúbania veľkých lesov Ameriky v 19. storočí, alebo možno od zničenia majestátnych lesov Číny a západnej Európy pred tisíc rokmi, svet nezaznamenal také ohromujúce zmeny. životné prostredie. Rozhodujúce budú dôsledky pre arktické ekosystémy.

Ako staré ľadové bariéry miznú, arktické pobrežia erodujú; časti pevninskej masy Aljašky ustupujú o 14 metrov (45 stôp) ročne. Ubytovanie výklenky, ako sú bazény roztopená voda na viacročnom ľade sa znižujú. Niektoré vysoko špecializované arktické druhy pravdepodobne vyhynú, pretože ich biotopy sa zmenšujú a ich miesto nahradia južné druhy. Iní budú prosperovať.

Prvé známky tejto biologickej reštrukturalizácie sú už zrejmé. Život je ťažký pre čisto arktické druhy, vrátane ľadového medveďa. Druhy nové v regióne, ako je makrela a atlantická treska, sa čoraz častejšie chytajú do sietí vlečných sietí. Dôsledky zmien v Arktíde však pocítime ďaleko za jej hranicami.

Topenie morských ľadovcov neovplyvní globálnu hladinu morí, pretože ľad pláva a vytláča svoju vlastnú masu morskej vody. Topiace sa ľadovce však budú mať vplyv a Arktída už rýchlo stráca akumuláciu ľadu.

Grónska ľadová pokrývka stráca približne 200 gigaton ľadu ročne, čo je dosť na zásobovanie vodou pre miliardy ľudí. Menšie arktické ľadovce a ľadovce spolu strácajú podobné množstvá. Ešte predtým, ako to bolo jasné, Medzivládny panel pre zmenu klímy (IPCC) predpokladal, že hladina morí sa v priebehu tohto storočia zvýši o 59 cm. Vzhľadom na to, čo sa deje na severe, dnes mnohí považujú tieto očakávania za príliš skromné.

Existujú obavy, že tok roztopenej arktickej vody by mohol narušiť silné „gyroskopické dráhy“ svetových oceánov, výmenu teplých tropických a studených polárnych vôd. Stalo sa to už predtým najmenej sedemkrát za posledných 60 tisíc rokov a tomu sa treba vyhnúť.

Nedávne dôkazy však naznačujú, že takáto katastrofa nie je nevyhnutná. Ďalší problém – že topenie Arktídy by mohlo uvoľniť obrovské množstvo oxidu uhličitého a metánu – sa črtá jasnejšie. Aj to sa dialo už asi pred 55 tisíc rokmi, čo viedlo k zvýšeniu globálnej teploty o 5 °C v priebehu niekoľkých tisíc rokov.

Takéto riziká sa ťažko sledujú, pokiaľ nie sú príliš nebezpečné. Mnohé prvky zmien v Arktíde, vrátane rýchlosti topenia snehu a ústupu ľadovca, sú stále v rámci historických variácií.

Skutočnosť, že tieto zmeny sú spôsobené ľudskou činnosťou, je však bezprecedentná a predstavuje obrovskú neistotu, ako rýchlo k nim dôjde. Pre tých, ktorí majú sklon ignorovať riziká, stojí za zmienku, že ešte extrémnejšie projekcie otepľovania v arktických oblastiach zaostávajú za tým, čo sa skutočne stalo.

Bohatstvo severu

Z dlhodobého hľadiska by topenie ľadu na severe mohlo mať ničivé následky. Ale paradoxne žiaden arktický druh z toho nebude mať taký úžitok ako ten, ktorý to spôsobil: ľudia.

Zmiznutie morských ľadovcov môže znamenať koniec poslednej eskimáckej kultúry. Veľké otepľovanie však môže zbohatnúť veľa ľudí.

Keď zamrznutá tundra ustúpi na sever, veľké oblasti Arktídy budú vhodné poľnohospodárstvo. Skoršia arktická jar by mohla viesť k 25 % zvýšeniu rastlinnej produkcie. To umožní Grónčanom vypestovať viac ako úbohých 100 ton zemiakov, ktoré v súčasnosti pestujú.

Mnoho ďalších cenných materiálov bude tiež čoraz dostupnejších. Arktída je už teraz veľkým zdrojom nerastov vrátane zinku na Aljaške, zlata v Kanade, železa vo Švédsku a niklu v Rusku, pričom mnohé ďalšie čakajú na ťažbu.

Arktída má tiež veľa ropy a plynu. Licencie na prieskum podložia sa v súčasnosti vydávajú v celom regióne: v Spojených štátoch, Kanade, Grónsku, Nórsku a Rusku.

18. apríla ExxonMobil schválil podmienky zmluvy s ruská spoločnosť Rosnefť plánuje investovať až 500 miliárd dolárov do rozvoja pobrežných rezerv, a to aj v ruskej Arktíde. Ropné spoločnosti o tom neradi hovoria, ale poukazuje to na ďalšie pozitívne vedľajšie účinky topenia Arktídy. Klimatické zmeny vyplývajúce zo spaľovania fosílnych palív umožnia produkovať viac arktických uhľovodíkov, ktoré sa potom budú spaľovať.

Tieto nové arktické odvetvia sa neobjavia zo dňa na deň. Na severe je ešte stále veľa ľadovcov, ktoré sú mimoriadne náročné a drahé, 24-hodinové noci a arktické cyklóny to ešte sťažia.
Väčšina moderného prieskumu pravdepodobne neprodukuje uhľovodíky. Aspoň na najbližších desať rokov. Ale časom sa to stane. Cena je obrovská a ropné spoločnosti a vlády arktických krajín sú pripravené zaplatiť.

Krátko pred podpísaním zmluvy medzi ExxonMobil a Rosnefť ruský prezident Vladimir Putin oznámil plány na to, aby bolo pre cudzincov oveľa atraktívnejšie investovať do ruského offshore energetického sektora.

„Zásoby na mori, najmä v Arktíde, sú bez preháňania strategickou rezervou v 21. storočí,“ povedal.

V prvej polovici 20. storočia bola Arktída ako najkratšia cesta medzi Ruskom a Amerikou najpravdepodobnejším javiskom jadrovej vojny a niektorí vidia v jej rozvoji potenciál pre nový konflikt. Rusko a Kanada, dve najväčšie krajiny Arktídy podľa rozlohy, vyvolávajú tento strach, pričom Arktída podporuje prudké nacionalistické nálady v oboch krajinách.

Z pohľadu svojich severných regiónov niektoré z ôsmich arktických krajín uskutočňujú určitý stupeň militarizácie regiónu. Nórsko v roku 2009 presunulo svoje vojenské veliteľské centrum do arktického mesta Reitan. Rusko nahrádza a modernizuje šesť svojich jadrových ľadoborcov, ako aj určité časti svojej civilnej infraštruktúry, pričom zohľadňuje bezpečnostné otázky. Naša osobitná správa však naznačuje, že varovania pred konfliktom v Arktíde, podobne ako klíma, sú príliš prehriate.

Arktída nie je krajinou nikoho. Na rozdiel od Antarktídy, ktorá sa riadi medzinárodnou zmluvou, je väčšina z nej ohraničená. Spomedzi pol tucta územných sporov v regióne je možno najväčším sporom medzi Spojenými štátmi a Kanadou o štatút Severozápadnej cesty. Tieto dve krajiny vojnu nezačnú. A väčšina arktických krajín je členmi NATO.

Topenie Arktídy však bude mať geostrategické dôsledky nad rámec toho, že umožní krajinám bohatým na zdroje zbohatnúť. Potenciálne ničivý vplyv otvorenia nových obchodných ciest je jasný. Plavba pozdĺž pobrežia Sibíri pozdĺž severovýchodného priechodu alebo Severnej morskej cesty (NSR), ako ju nazývajú Rusi a námorníci, znižuje vzdialenosť medzi západná Európa A Východná Ázia asi o tretinu. Priechod je v súčasnosti otvorený štyri alebo päť mesiacov v roku a je čoraz viac využívaný.

V roku 2010 využívali NSR len štyri lode, vlani ich bolo už 34 v oboch smeroch, vrátane tankerov, chladiarenských lodí na ryby a dokonca aj výletnej lode.

Veľkí ázijskí exportéri – Čína, Japonsko a Južná Kórea- už investujú do stavby lodí na prelomenie ľadu alebo to plánujú urobiť. Pre Rusko, ktoré má veľké plány na rozvoj námornej trasy spolu s prekladiskami a ďalšou infraštruktúrou, je to dvojitá výhoda. Pomôže to rýchlejšie zásobovať trh arktickými zdrojmi a tiež, keďže sa NSR bude čoraz viac využívať, diverzifikovať svoje hospodárstvo závislé od uhľovodíkov.

V tejto veci existuje riziko sporu alebo vojny, ktorá si vyžaduje urovnanie. Čo je dobré pre Rusko, môže byť zlé pre Egypt, ktorý vlani zarobil viac ako 5 miliárd dolárov na príjmoch zo Suezského prieplavu, alternatívnej námornej trasy z východu na západ.

Takže je veľmi dobré, že práca regionálneho klubu, Arctic Council, je perspektívna.

Ako však zosúladiť environmentálne riziká topenia Arktídy s ekonomickými príležitosťami, ktoré prinesie? Zmenšovanie morských ľadovcov je dielom rúk, rovnako ako oranie prérií. Môže sa to dokonca ukázať ako prospešné. Náklady však budú tiež obrovské. Pri zmene životného prostredia sa stratia jedinečné ekosystémy a mnohé druhy prírody. Dôvodom je globálne znečistenie a riziká z neho sú tiež globálne. Arktída, ktorá už nevyzerá taká vzdialená a nedotknuteľná, sa ukázala ako silný symbol ľudského veku.

Celkové slnečné žiarenie prichádzajúce na zemský povrch sa od neho čiastočne odráža a stráca – to jest odrazené žiarenie (R k), tvorí asi 3 % všetkého slnečného žiarenia. Zvyšné žiarenie je absorbované Horná vrstva pôdy alebo vody a je tzv absorbované žiarenie(47 %). Slúži ako zdroj energie pre všetky pohyby a procesy v atmosfére. Miera odrazu a teda aj absorpcia slnečného žiarenia závisí od odrazivosti povrchu alebo albeda. Povrchové albedo je pomer odrazeného žiarenia k celkovému žiareniu, vyjadrený ako zlomok jednotky alebo ako percento: A=R k /Q∙100 %.Odrazené žiarenie je vyjadrené vzorcom Rk =Q∙A, zvyšok absorbovaný - Q–R k alebo (Q·(1–A), kde 1- A - absorpčný koeficient a A vypočítané v zlomkoch jednej.

Albedo zemského povrchu závisí od jeho vlastností a stavu (farba, vlhkosť, drsnosť atď.) a značne sa mení, najmä v miernych a subpolárnych zemepisných šírkach v dôsledku striedania ročných období. Najvyššie albedo je pre čerstvo napadnutý sneh - 80-90%, pre suchý svetlý piesok - 40%, pre vegetáciu - 10-25%, pre mokrú černozem - 5%. V polárnych oblastiach vysoké albedo snehu neguje výhodu veľkého množstva celkového žiarenia prijatého v letnej polovici roka. Albedo vodných plôch je v priemere menšie ako pevniny, pretože vodné lúče prenikajú hlbšie do horných vrstiev ako v pôde, sú tam rozptýlené a absorbované. Albedo vody je zároveň do značnej miery ovplyvnené uhlom dopadu slnečného svetla: čím je menší, tým väčšia je odrazivosť. Pri vertikálnom dopade lúčov je albedo vody

2-5%, v malých uhloch - až 70%. Vo všeobecnosti je povrchové albedo svetového oceánu menšie ako 20 %, takže voda pohltí až 80 % celkového slnečného žiarenia a je silným akumulátorom tepla na Zemi.

Zaujímavé je aj rozloženie albeda v rôznych zemepisných šírkach. zemegule a v rôznych ročných obdobiach.

Albedo vo všeobecnosti stúpa od nízkych do vysokých zemepisných šírok, čo súvisí s rastúcou oblačnosťou nad nimi, snehovým a ľadovým povrchom polárnych oblastí a zmenšovaním uhla dopadu slnečných lúčov. V tomto prípade je miestne maximum albeda viditeľné v rovníkových šírkach kvôli veľkému

oblačnosť a minimá v tropických šírkach s ich minimálnou oblačnosťou.

Sezónne variácie albeda na severnej (kontinentálnej) pologuli sú väčšie ako na južnej, čo je spôsobené jeho ostrejšou reakciou na sezónne zmeny v prírode. Je to viditeľné najmä v miernych a subpolárnych zemepisných šírkach, kde je albedo v lete znížené v dôsledku zelenej vegetácie a zvýšené v zime v dôsledku snehovej pokrývky.

Planetárne albedo Zeme je pomer „nepoužitého“ krátkovlnného žiarenia unikajúceho do vesmíru (všetky odrazené a niektoré rozptýlené) k celkový počet slnečné žiarenie dopadajúce na Zem. Odhaduje sa na 30 %.

Dlhodobý trend albeda smeruje k ochladzovaniu. vzadu posledné roky Satelitné merania ukazujú malý trend.

Zmena albeda Zeme je potenciálna silný vplyv o klíme. Keď sa albedo alebo odrazivosť zvýši, viac slnečného svetla sa odráža späť do vesmíru. To má chladiaci účinok na globálne teploty. Naopak, pokles albeda otepľuje planétu. Zmena albeda len o 1 % dáva radiačný účinok 3,4 W/m2, porovnateľný s účinkom zdvojnásobenia CO2. Ako albedo ovplyvnilo globálne teploty v posledných desaťročiach?

Albedo trendy do roku 2000

Albedo Zeme je určené viacerými faktormi. Sneh a ľad dobre odrážajú svetlo, takže keď sa roztopia, albedo sa zníži. Lesy majú nižšie albedo ako otvorené priestranstvá, takže odlesňovanie zvyšuje albedo (všimnime si, že ničenie všetkých lesov sa nezastaví globálne otepľovanie). Aerosóly majú priamy a nepriamy vplyv na albedo. Priamym efektom je odraz slnečného svetla do priestoru. Nepriamym účinkom je, že častice aerosólu pôsobia ako zárodky vlhkosti, čo ovplyvňuje tvorbu a životnosť oblakov. Mraky zase ovplyvňujú globálne teploty viacerými spôsobmi. Ochladzujú klímu odrazom slnečného žiarenia, ale môžu mať aj otepľujúci účinok zachytávaním odchádzajúceho infračerveného žiarenia.

Všetky tieto faktory je potrebné vziať do úvahy pri sčítaní rôznych radiačných síl, ktoré určujú klímu. Zmeny vo využívaní pôdy sú vypočítané z historických rekonštrukcií zmien v zložení ornej pôdy a pasienkov. Pozorovania zo satelitov a zo zeme umožňujú určiť trendy v hladinách aerosólov a albedo oblačnosti. Je vidieť, že albedo v oblakoch je najsilnejším faktorom rôzne druhy albedo. Dlhodobý trend smeruje k ochladzovaniu, vplyv je -0,7 W/m2 od roku 1850 do roku 2000.

Obr.1 Priemerné ročné celkové vyžarovanie(Kapitola 2 IPCC AR4) .

Albedo trendy po roku 2000.

Jedným zo spôsobov, ako zmerať albedo Zeme, je pohľad na popolavé svetlo Mesiaca. Toto je slnečné svetlo najprv odrazené Zemou a potom odrazené Mesiacom späť na Zem v noci. Slnečné observatórium Veľkého medveďa meria popolavý svetlo mesiaca od novembra 1998 (niekoľko meraní sa uskutočnilo aj v rokoch 1994 a 1995). Obrázok 2 ukazuje zmeny albeda z rekonštrukcie satelitných údajov (čierna čiara) a z meraní popolavého svetla Mesiaca (modrá čiara) (Palle 2004) .

Obr. 2 Zmeny Albeda rekonštruované z údajov satelitu ISCCP (čierna čiara) a zo zmien vo svetle popola Mesiaca (spodná čiara). Pravá vertikálna stupnica ukazuje negatívne vyžarovanie (t.j. chladenie) (Palle 2004).

Údaje na obrázku 2 sú problematické. Čierna čiara, rekonštrukcia satelitných údajov ISCCP“ je čisto štatistický parameter a má málo fyzický význam, pretože nezohľadňuje nelineárne vzťahy medzi vlastnosťami oblakov a povrchu a planetárnym albedom a nezahŕňa aerosólové zmeny albeda, ako sú tie, ktoré súvisia s horou Pinatubo alebo antropogénnymi emisiami síranov“ (Skutočná klíma).

Ešte problematickejší je vrchol albeda okolo roku 2003, viditeľný v modrej čiare popolavého svetla Mesiaca. Silne to odporuje satelitným údajom, ktoré v súčasnosti vykazujú malý trend. Pre porovnanie si môžeme pripomenúť erupciu Pinatuba v roku 1991, ktorá naplnila atmosféru aerosólmi. Tieto aerosóly odrážali slnečné svetlo a vytvárali zápornú radiačnú silu 2,5 W/m2. To výrazne znížilo globálne teploty. Údaje o svetle jaseňa potom ukázali dopad takmer -6 W/m2, čo malo znamenať ešte väčší pokles teploty. V roku 2003 nedošlo k žiadnej podobnej udalosti. (Wielicki 2007).

V roku 2008 bola odhalená príčina nezrovnalosti. Observatórium Big Bear Observatory nainštalovalo v roku 2004 nový teleskop na meranie popolavého svetla Mesiaca. S novými a vylepšenými údajmi prekalibrovali svoje staré údaje a upravili svoje odhady albeda (Palle 2008). Ryža. 3 ukazuje staré (čierna čiara) a aktualizované (modrá čiara) hodnoty albeda. Anomálny vrchol z roku 2003 zmizol. Trend zvyšovania albeda od roku 1999 do roku 2003 však zostal.

Ryža. 3 Zmeny albeda Zeme podľa meraní popolavého svetla Mesiaca. Čierna čiara - albedo sa mení podľa publikácie z roku 2004 (Palle 2004). Modrá čiara – aktualizované zmeny albeda po zlepšení postupov analýzy údajov, vrátane údajov za dlhšie časové obdobie (Palle 2008).

Ako presne možno určiť albedo z popolavého svetla Mesiaca? Metóda nemá globálny rozsah. Ovplyvňuje približne tretinu Zeme pri každom pozorovaní, pričom niektoré oblasti vždy zostávajú z miesta pozorovania „neviditeľné“. Okrem toho merania nie sú časté a vykonávajú sa v úzkom rozsahu vlnových dĺžok 0,4-0,7 µm (Bender 2006).

Naproti tomu satelitné údaje ako CERES, čo je globálne meranie krátkovlnného žiarenia Zeme, zahŕňajú všetky vplyvy povrchových a atmosférických vlastností. V porovnaní s meraním svetla popola pokrývajú širší rozsah (0,3-5,0 µm). Analýza údajov CERES neukazuje žiadny dlhodobý trend albeda od marca 2000 do júna 2005. Porovnanie s tromi nezávislými súbormi údajov (MODIS, MISR a SeaWiFS) ukazuje „pozoruhodnú zhodu“ medzi všetkými 4 výsledkami (Loeb 2007a).

Ryža. 4 Mesačné zmeny priemerov toku CERES SW TOA a frakcie oblačnosti MODIS ().

Albedo ovplyvnilo globálne teploty – v dlhodobom trende väčšinou v smere ochladzovania. Pokiaľ ide o nedávne trendy, údaje o svetle popola ukazujú nárast albeda od roku 1999 do roku 2003, s malými zmenami po roku 2003. Satelity vykazujú od roku 2000 malú zmenu. Radiačný vplyv zmien albeda bol v posledných rokoch minimálny.