Asimilacija radijacije na zemljinoj površini. Albedo. Antropogeno povećanje Zemljinog albeda kao efikasna mjera u borbi protiv globalnog zagrijavanja Vrijednosti albeda za različite površine i teritorije

Ukupna radijacija koja dopire do površine Zemlje ne apsorbuje se u potpunosti, već se delimično odbija od zemlje. Stoga je pri proračunu dolaska sunčeve energije za bilo koje mjesto potrebno uzeti u obzir reflektivnost zemljine površine. Refleksija radijacije se takođe dešava sa površine oblaka. Odnos cjelokupnog fluksa kratkotalasnog zračenja Rk reflektiranog od date površine u svim smjerovima prema fluksu zračenja Q koji pada na ovu površinu naziva se albedo(A) data površina. Ova vrijednost

pokazuje koliko se energije zračenja koja pada na površinu reflektuje od nje. Albedo se često izražava u postocima. Onda

(1.3)

U tabeli. Date su albedo vrijednosti br. 1,5 razne vrste zemljine površine. Iz podataka u tabeli. 1.5 pokazuje da svježe pali snijeg ima najveću refleksivnost. U nekim slučajevima uočen je snježni albedo do 87%, au uslovima Arktika i Antarktika čak i do 95%. Zbijeni, otopljeni i još zagađeniji snijeg odbija mnogo manje. Albedo različitih tla i vegetacije, kao što slijedi iz tabele. 4, relativno se malo razlikuju. Brojna istraživanja su pokazala da se albedo često mijenja tokom dana.

Gde najviše vrijednosti albedo se snima ujutru i uveče. To se objašnjava činjenicom da reflektivnost hrapavih površina ovisi o kutu upada sunčeve svjetlosti. Uz vertikalni pad, sunčevi zraci prodiru dublje u vegetacijski pokrivač i tamo se upijaju. Na maloj visini sunca, zraci manje prodiru u vegetaciju i u većoj mjeri se odbijaju od njene površine. Albedo vodenih površina je u prosjeku manji od albeda površine kopna. To se objašnjava činjenicom da sunčeve zrake (kratkotalasni zeleno-plavi dio sunčevog spektra) u velikoj mjeri prodiru u gornje slojeve vode koji su im providni, gdje se raspršuju i upijaju. S tim u vezi, stepen njegove zamućenosti utiče na refleksivnost vode.

Tabela br. 1.5

Za zagađenu i zamućenu vodu albedo se značajno povećava. Za rasuto zračenje, albedo vode je u prosjeku oko 8-10%. Za direktno sunčevo zračenje, albedo površine vode ovisi o visini sunca: sa smanjenjem visine sunca, vrijednost albeda raste. Dakle, uz samu incidenciju zraka, samo oko 2-5% se reflektira. Kada je sunce nisko iznad horizonta, reflektuje se 30-70%. Reflektivnost oblaka je veoma visoka. Prosječan albedo oblaka je oko 80%. Poznavajući vrijednost albeda površine i vrijednost ukupnog zračenja, moguće je odrediti količinu zračenja koju apsorbuje data površina. Ako je A albedo, tada je vrijednost a \u003d (1-A) koeficijent apsorpcije date površine, koji pokazuje koji dio zračenja koja pada na ovu površinu ona apsorbira.

Na primjer, ako ukupni tok zračenja Q = 1,2 cal / cm 2 min padne na površinu zelene trave (A = 26%), tada će postotak apsorbiranog zračenja biti

Q \u003d 1 - A \u003d 1 - 0,26 \u003d 0,74, ili a \u003d 74%,

i količinu apsorbovanog zračenja

B apsorbira = Q (1 - A) = 1,2 0,74 = 0,89 cal / cm2 min.

Albedo površine vode u velikoj meri zavisi od upadnog ugla sunčevih zraka, jer čista voda reflektuje svetlost prema Fresnelovom zakonu.

Na položaju Sunca u zenitu, albedo površine mirnog mora je 0,02. Sa povećanjem zenitnog ugla Sunca Z P albedo se povećava i dostiže 0,35 at Z P\u003d 85. Uzbuđenje mora dovodi do promjene Z P , i značajno smanjuje raspon albedo vrijednosti, budući da se u velikoj mjeri povećava Z n zbog povećanja verovatnoće da zraci udare u nagnutu talasnu površinu.Uzbuđenje utiče na refleksivnost ne samo zbog nagiba površine talasa u odnosu na sunčeve zrake, već i zbog stvaranja vazdušnih mehurića u vodi. Ovi mjehurići u velikoj mjeri raspršuju svjetlost, povećavajući difuzno zračenje koje izlazi iz mora. Dakle, za vrijeme velikih morskih valova, kada se pojavljuju pjena i jagnjad, albedo se povećava pod utjecajem oba faktora.Raspršeno zračenje dopire do površine vode pod različitim uglovima.nebo bez oblaka. Zavisi i od rasporeda oblaka na nebu. Stoga albedo površine mora za difuzno zračenje nije konstantan. Ali granice njegovih fluktuacija su uže 1 od 0,05 do 0,11. Shodno tome, albedo površine vode za ukupno zračenje varira u zavisnosti od visine Sunca, odnosa između direktnog i raspršenog zračenja, morskih površinskih talasa. imajući u vidu da su severni delovi okeana jako prekriveni morskim ledom. U ovom slučaju se mora uzeti u obzir i albedo leda. Kao što znate, značajna područja zemljine površine, posebno u srednjim i visokim geografskim širinama, prekrivena su oblacima koji jako reflektuju sunčevo zračenje. Stoga je poznavanje albeda oblaka od velikog interesa. Posebna mjerenja albeda oblaka vršena su uz pomoć aviona i balona. Pokazali su da albedo oblaka zavisi od njihovog oblika i debljine.Albedo oblaka altokumulusa i stratokumulusa ima najveće vrijednosti.oblaci Cu - Sc - oko 50%.

Najpotpuniji podaci o albedu oblaka dobiveni u Ukrajini. Zavisnost albeda i transmisione funkcije p od debljine oblaka, koja je rezultat sistematizacije podataka mjerenja, data je u tabeli. 1.6. Kao što se može vidjeti, povećanje debljine oblaka dovodi do povećanja albeda i smanjenja funkcije prijenosa.

Prosječan albedo za oblake Sv sa prosječnom debljinom od 430 m iznosi 73%, za oblake Ssa na prosječnoj debljini od 350 m - 66%, a funkcije prijenosa za ove oblake su 21 odnosno 26%.

Albedo oblaka zavisi od albeda zemljine površine. r 3 nad kojim se oblak nalazi. Sa fizičke tačke gledišta, jasno je da što više r 3 , što je veći tok reflektovanog zračenja koje prolazi prema gore kroz gornju granicu oblaka. Pošto je albedo omjer ovog toka prema dolaznom, povećanje albeda zemljine površine dovodi do povećanja albeda oblaka.Proučavanje svojstava oblaka da reflektiraju sunčevo zračenje sprovedeno je pomoću umjetnih Zemljinih satelita. mjerenjem svjetline oblaka Prosječne vrijednosti albeda oblaka dobijene iz ovih podataka date su u tabeli 1.7.

Tabela 1.7 - Prosječne albedo vrijednosti oblaka različitih oblika

Prema ovim podacima, albedo oblaka se kreće od 29 do 86%. Zanimljiva je činjenica da cirusni oblaci imaju mali albedo u poređenju sa drugim oblicima oblaka (sa izuzetkom kumulusa). Samo cirostratusni oblaci, koji su deblji, u velikoj meri reflektuju sunčevo zračenje (r= 74%).

Ukupno zračenje

Svo sunčevo zračenje koje dospije do površine Zemlje naziva se ukupna sunčeva radijacija.

Q = S sin h c + D (34)

gdje je S zračenje direktnog zračenja, h c je visina Sunca, D je iradijacija raspršenog zračenja.

Uz nebo bez oblaka, ukupno sunčevo zračenje ima dnevnu varijaciju sa maksimumom oko podneva i godišnju varijaciju sa maksimumom ljeti. Djelomična oblačnost, koja ne pokriva solarni disk, povećava ukupnu radijaciju u odnosu na nebo bez oblaka, dok je puna oblačnost, naprotiv, smanjuje. U prosjeku, oblačnost smanjuje radijaciju. Dakle, ljeti je dolazak ukupnog zračenja u predpodnevnim satima veći nego u poslijepodnevnim satima, au prvoj polovini godine više nego u drugom. Podnevne vrijednosti ukupne radijacije u ljetnim mjesecima u okolini Moskve sa nebom bez oblaka u prosjeku su 0,78, sa otvorenim Suncem i oblacima 0,80, sa kontinuiranim oblacima - 0,26 kW/m 2.

Raspodjela ukupnih vrijednosti zračenja po globusu odstupa od zonske, što se objašnjava utjecajem prozirnosti i oblačnosti atmosfere. Maksimalne godišnje vrijednosti ukupne radijacije su 84*10 2 - 92*10 2 MJ/m 2 i zapažaju se u pustinjama Sjeverne Afrike. Nad područjima ekvatorijalnih šuma sa velikom oblačnošću, vrijednosti ukupne radijacije su smanjene na 42*10 2 - 50*10 2 MJ/m 2 . Na veće geografske širine obje hemisfere, vrijednosti ukupne radijacije se smanjuju i iznose 25*10 2 - 33*10 2 MJ/m 2 ispod 60. paralele. Ali onda ponovo rastu - malo iznad Arktika i značajno - iznad Antarktika, gdje u središnjim dijelovima kopna iznose 50 * 10 2 - 54 * 10 2 MJ / m 2. Nad okeanima su općenito vrijednosti ukupne radijacije niže nego nad odgovarajućim kopnenim širinama.

U decembru se najveće vrijednosti ukupne radijacije zapažaju u pustinjama južne hemisfere (8*10 2 - 9*10 2 MJ/m 2). Iznad ekvatora ukupne vrijednosti zračenja opadaju na 3*10 2 - 5*10 2 MJ/m 2 . Na sjevernoj hemisferi, zračenje se brzo smanjuje prema polarnim područjima i iznosi nulu izvan arktičkog kruga. Na južnoj hemisferi, ukupna radijacija opada južno na 50-60 0 S. (4 * 10 2 MJ / m 2), a zatim se povećava na 13 * 10 2 MJ / m 2 u centru Antarktika.

U srpnju se najveće vrijednosti ukupne radijacije (preko 9 * 10 2 MJ/m 2) zapažaju iznad sjeveroistočne Afrike i Arapskog poluotoka. U ekvatorijalnom području vrijednosti ukupnog zračenja su niske i jednake onima u decembru. Sjeverno od tropa, ukupna radijacija polako opada na 60 0 N, a zatim raste na 8*10 2 MJ/m 2 na Arktiku. Na južnoj hemisferi, ukupno zračenje od ekvatora brzo se smanjuje prema jugu, dostižući nulte vrijednosti u blizini polarnog kruga.

Po dolasku do površine, ukupno zračenje se djelimično apsorbira u gornji tanki sloj tla ili vode i pretvara u toplinu, a djelomično se odbija. Uslovi za refleksiju sunčevog zračenja sa zemljine površine karakteriše vrednost albedo, jednak omjeru reflektiranog zračenja prema ulaznom fluksu (prema ukupnom zračenju).

A \u003d Q neg / Q (35)

Teoretski, vrijednosti albeda mogu varirati od 0 (savršeno crna površina) do 1 (savršeno bijela površina). Dostupni opservacijski podaci pokazuju da vrijednosti albeda temeljnih površina variraju u širokom rasponu, a njihove promjene pokrivaju gotovo cijeli mogući raspon vrijednosti refleksivnosti različitih površina. U eksperimentalnim studijama pronađene su vrijednosti albeda za gotovo sve uobičajene prirodne podloge. Ove studije pokazuju, prije svega, da su uslovi za apsorpciju sunčevog zračenja na kopnu iu vodenim tijelima značajno različiti. Najveće vrijednosti albeda uočene su za čist i suv snijeg (90-95%). Ali s obzirom da je snježni pokrivač rijetko potpuno čist, prosječni snježni albedo u većini slučajeva iznosi 70-80%. Za mokar i zagađen snijeg ove vrijednosti su još niže - 40-50%. U nedostatku snijega, najviši albedo na površini kopna karakterističan je za neke pustinjske regije, gdje je površina prekrivena slojem kristalnih soli (dno osušenih jezera). Pod ovim uslovima, albedo ima vrednost od 50%. Nešto manje od vrijednosti albeda u pješčanim pustinjama. Albedo vlažnog tla je manji od albeda suvog tla. Za vlažne černozeme vrijednosti albeda su izuzetno male - 5%. Albedo prirodnih površina sa kontinuiranim vegetacijskim pokrivačem varira u relativno malim granicama - od 10 do 20-25%. Istovremeno, albedo šume (posebno crnogorične) je u većini slučajeva manji od albeda livadske vegetacije.

Uslovi za apsorpciju zračenja u vodnim tijelima razlikuju se od uslova za apsorpciju na površini kopna. Čista voda relativno je proziran za kratkotalasno zračenje, zbog čega se sunčevi zraci koji prodiru u gornje slojeve višestruko raspršuju i tek nakon toga u velikoj mjeri apsorbiraju. Dakle, proces apsorpcije sunčevog zračenja zavisi od visine Sunca. Ako je visoko, značajan dio dolaznog zračenja prodire u gornje slojeve vode i uglavnom se apsorbira. Dakle, albedo vodene površine je nekoliko procenata kada je Sunce visoko, a kada je Sunce nisko, albedo se povećava na nekoliko desetina procenata.

Albedo sistema "Zemlja-atmosfera" ima složeniju prirodu. Sunčevo zračenje koje ulazi u atmosferu djelimično se reflektira kao rezultat povratnog raspršivanja atmosfere. U prisustvu oblaka, značajan dio zračenja se odbija od njihove površine. Albedo oblaka zavisi od debljine njihovog sloja i u prosjeku iznosi 40-50%. U potpunom ili delimičnom odsustvu oblaka, albedo sistema Zemlja-atmosfera značajno zavisi od albeda same zemljine površine. Priroda geografske distribucije planetarnog albeda prema satelitskim opservacijama pokazuje značajne razlike između albeda visokih i srednjih geografskih širina sjeverne i južne hemisfere. U tropima, najveće vrijednosti albeda uočavaju se nad pustinjama, u zonama konvektivne oblačnosti nad Centralnom Amerikom i nad vodama okeana. Na južnoj hemisferi, za razliku od severne hemisfere, primećuje se zonska varijacija albeda zbog jednostavnije distribucije kopna i mora. Najveće vrijednosti albeda nalaze se u polarnim geografskim širinama.

Pretežni dio zračenja reflektiranog od zemljine površine i gornje granice oblaka odlazi u svjetski prostor. Trećina raspršenog zračenja također nestaje. Omjer reflektiranog i raspršenog zračenja koje izlazi u svemir i ukupne količine sunčevog zračenja koje ulazi u atmosferu naziva se Zemljin planetarni albedo ili Zemljin albedo. Njegova vrijednost procjenjuje se na 30%. Glavni dio planetarnog albeda je zračenje koje se odbija od oblaka.

Strana 17 od 81

Ukupno zračenje, reflektovano sunčevo zračenje, apsorbovano zračenje, PAR, Zemljin albedo

Svo sunčevo zračenje koje dolazi na površinu Zemlje – direktno i raspršeno – naziva se totalnom radijacijom. Dakle, ukupno zračenje

Q = S? grijeh h + D,

gdje S– energetsko osvjetljenje direktnim zračenjem,

D– energetsko osvetljenje rasejanim zračenjem,

h- visina sunca.

Uz nebo bez oblaka, ukupna radijacija ima dnevnu varijaciju sa maksimumom oko podneva i godišnju varijaciju sa maksimumom ljeti. Djelomična oblačnost koja ne pokriva solarni disk povećava ukupnu radijaciju u poređenju sa nebom bez oblaka; puna oblačnost je, naprotiv, smanjuje. U prosjeku, oblačnost smanjuje ukupnu radijaciju. Stoga je ljeti dolazak ukupne radijacije u predpodnevnim satima u prosjeku veći nego u poslijepodnevnim satima.
Iz istog razloga, veći je u prvoj polovini godine nego u drugoj.

S.P. Khromov i A.M. Petrosyants daju podnevne vrijednosti ukupne radijacije u ljetnim mjesecima u blizini Moskve sa nebom bez oblaka: u prosjeku 0,78 kW / m 2, sa Suncem i oblacima - 0,80, sa kontinuiranim oblacima - 0,26 kW / m 2.

Padajući na površinu zemlje, ukupno zračenje se najvećim dijelom apsorbira u gornji tanki sloj tla ili u debljem sloju vode i prelazi u toplinu, a djelimično se odbija. Količina refleksije sunčevog zračenja od zemljine površine zavisi od prirode ove površine. Odnos količine reflektovanog zračenja i ukupne količine zračenja koja pada na datu površinu naziva se površinski albedo. Ovaj omjer je izražen kao postotak.

Dakle, iz ukupnog fluksa ukupnog zračenja ( S grijeh h + D) dio se odbija od zemljine površine ( S grijeh h + D)I gdje ALI je albedo površine. Ostatak ukupnog zračenja
(S grijeh h + D) (1 – ALI) apsorbira se zemljinom površinom i ide na zagrijavanje gornjih slojeva tla i vode. Ovaj dio se naziva apsorbirano zračenje.

Albedo površine tla varira između 10–30%; u vlažnom černozemu opada na 5%, au suhom laganom pijesku može porasti do 40%. Kako se vlažnost tla povećava, albedo se smanjuje. Albedo biljnog pokrivača – šume, livade, njive – iznosi 10–25%. Albedo površine svježe palog snijega iznosi 80-90%, dok je kod dugotrajnog snijega oko 50% i niži. Albedo glatke vodene površine za direktno zračenje varira od nekoliko procenata (ako je Sunce visoko) do 70% (ako je nisko); zavisi i od uzbuđenja. Za raspršeno zračenje, albedo vodenih površina je 5-10%. U prosjeku, albedo površine Svjetskog okeana je 5-20%. Albedo gornje površine oblaka varira od nekoliko procenata do 70–80%, u zavisnosti od vrste i debljine naoblake, u proseku 50–60% (S.P. Khromov, M.A. Petrosyants, 2004).

Gore navedene brojke odnose se na refleksiju sunčevog zračenja, ne samo vidljivog, već i cijelog njegovog spektra. Fotometrijska sredstva mjere albedo samo za vidljivo zračenje, koje se, naravno, može donekle razlikovati od albeda za cijeli tok zračenja.

Pretežni dio zračenja reflektiranog od zemljine površine i gornje površine oblaka ide izvan atmosfere u svjetski prostor. Deo (oko jedne trećine) raspršenog zračenja takođe odlazi u svetski prostor.

Odnos reflektovanog i raspršenog sunčevog zračenja koje napušta prostor i ukupne količine sunčevog zračenja koje ulazi u atmosferu naziva se planetarni albedo Zemlje ili jednostavno Zemljin albedo.

Generalno, planetarni albedo Zemlje procjenjuje se na 31%. Glavni dio planetarnog albeda Zemlje je refleksija sunčevog zračenja od oblaka.

Dio direktnog i reflektiranog zračenja uključen je u proces fotosinteze biljaka, pa se tzv fotosintetski aktivno zračenje(FAR). DALEKO - dio kratkotalasnog zračenja (od 380 do 710 nm), koji je najaktivniji u odnosu na fotosintezu i proizvodni proces biljaka, predstavlja direktno i difuzno zračenje.

Biljke su u stanju da konzumiraju direktno sunčevo zračenje i reflektuju se od nebeskih i zemaljskih objekata u opsegu talasnih dužina od 380 do 710 nm. Tok fotosintetski aktivnog zračenja je otprilike polovina sunčevog toka, tj. pola ukupnog zračenja, i to praktično bez obzira na vremenske uslove i lokaciju. Mada, ako je za uslove Evrope tipična vrednost od 0,5, onda je za uslove Izraela nešto viša (oko 0,52). Međutim, ne može se reći da biljke koriste PAR na isti način tokom svog života i pod različitim uslovima. Efikasnost korištenja PAR je različita, stoga su predloženi indikatori „Koeficijent korištenja PAR“ koji odražavaju efikasnost korištenja PAR i „Efikasnost fitocenoza“. Efikasnost fitocenoza karakteriše fotosintetsku aktivnost vegetacionog pokrivača. Ovaj parametar našao je najširu primjenu među šumarima za procjenu šumskih fitocenoza.

Treba naglasiti da su same biljke sposobne formirati PAR u vegetacijskom pokrivaču. To se postiže položajem listova prema sunčevim zracima, rotacijom listova, rasporedom listova različitih veličina i uglova na različitim nivoima fitocenoza, tj. kroz takozvanu arhitekturu nadstrešnice. U vegetacijskom pokrivaču, sunčevi zraci se više puta lome, odbijaju od površine lista, formirajući tako svoj unutrašnji režim zračenja.

Zračenje raspršeno unutar vegetacijskog pokrivača ima istu fotosintetičku vrijednost kao i direktno i difuzno zračenje koje ulazi na površinu vegetacijskog pokrivača.

Dugoročni albedo trend je usmjeren ka hlađenju. Posljednjih godina satelitska mjerenja pokazuju blagi trend.

Promjena Zemljinog albeda potencijalno je snažan utjecaj na klimu. Kako se albedo ili reflektivnost povećava, više sunčeve svjetlosti se reflektira natrag u svemir. Ovo ima efekat hlađenja na globalne temperature. Naprotiv, smanjenje albeda zagrijava planetu. Promena albeda od samo 1% daje efekat zračenja od 3,4 W/m2, uporediv sa efektom udvostručenja CO2. Kako je albedo utjecao na globalne temperature posljednjih decenija?

Albedo trendovi do 2000

Zemljin albedo određuje nekoliko faktora. Snijeg i led dobro reflektiraju svjetlost, pa kada se tope, albedo se smanjuje. Šume imaju niži albedo od otvorenih prostora, tako da krčenje šuma povećava albedo (recimo da krčenje šuma neće zaustaviti globalno zagrijavanje). Aerosoli imaju direktan i indirektan uticaj na albedo. Direktan uticaj je refleksija sunčeve svetlosti u svemir. Indirektan učinak je djelovanje čestica aerosola kao centara kondenzacije vlage, što utiče na nastanak i vijek trajanja oblaka. Oblaci, zauzvrat, utiču na globalne temperature na nekoliko načina. Oni hlade klimu reflektujući sunčevu svetlost, ali takođe mogu imati efekat grejanja zadržavajući izlazno infracrveno zračenje.

Sve ove faktore treba uzeti u obzir pri sabiranju različitih radijacijskih sila koje određuju klimu. Promjena namjene zemljišta se izračunava na osnovu historijskih rekonstrukcija promjena u sastavu usjeva i pašnjaka. Posmatranja sa satelita i sa zemlje omogućavaju određivanje trendova u nivou aerosola i albeda oblaka. Može se vidjeti da je albedo oblaka najjači faktor od raznih vrsta albeda. Dugoročni trend je ka hlađenju, uticaj je -0,7 W/m2 od 1850. do 2000. godine.

Slika 1. Prosječna godišnja ukupna radijacija(Poglavlje 2 IPCC AR4).

Albedo trendovi od 2000.

Jedan od načina da se izmeri Zemljin albedo je pepeljasto svetlo Meseca. Ovo je sunčeva svetlost, koju prvo reflektuje Zemlja, a zatim se noću reflektuje na Zemlju od strane Meseca. Svjetlost mjesečevog pepela mjerila je Solarna opservatorija Big Bear od novembra 1998. godine (brojna mjerenja su takođe obavljena 1994. i 1995. godine). Slika 2 prikazuje promjene albeda iz rekonstrukcije satelitskih podataka (crna linija) i mjerenja Mjesečeve pepeljaste svjetlosti (plava linija) (Palle 2004).

Sl.2 Promjene u albedu rekonstruisane iz ISCCP satelitskih podataka (crna linija) i promjene u mjesečevoj svjetlosti pepela (crna linija). Desna vertikalna skala pokazuje negativno radijacijsko prisiljavanje (tj. hlađenje) (Palle 2004).

Podaci na slici 2 su problematični. Crna linija, rekonstrukcija satelitskih podataka ISCCP" je čisto statistički parametar i ima malo fizičkog značenja jer ne uzima u obzir nelinearne odnose između svojstava oblaka i površine i planetarnog albeda, niti uključuje promjene albeda aerosola, kao što su one povezane s planinom Pinatubo ili antropogenim emisijama sulfata(Prava klima).

Još problematičniji je albedo vrh oko 2003. godine, vidljiv na mjesečevoj plavoj pepeljastoj svjetlosnoj liniji. To je u velikoj suprotnosti sa satelitskim podacima koji pokazuju blagi trend u ovom trenutku. Za usporedbu, možemo se prisjetiti erupcije Pinatubo 1991. godine, koja je ispunila atmosferu aerosolima. Ovi aerosoli su reflektirali sunčevu svjetlost, stvarajući negativnu radijaciju od 2,5 W/m2. Ovo je drastično snizilo globalnu temperaturu. Podaci o svjetlu pepela tada su pokazali ekspoziciju od skoro -6 W/m2, što je trebalo značiti još veći pad temperature. Slični događaji se nisu dogodili 2003. (Wielicki 2007).

2008. godine otkriven je razlog neslaganja. Opservatorija Big Bear instalirala je novi teleskop za mjerenje lunarne svjetlosti 2004. godine. Sa novim poboljšanim podacima, ponovo su kalibrirali svoje stare podatke i revidirali svoje procjene albeda (Palle 2008). Rice. 3 prikazuje stare (crna linija) i ažurirane (plava linija) vrijednosti albeda. Anomalni vrhunac iz 2003. je nestao. Međutim, trend povećanja albeda od 1999. do 2003. godine je očuvan.

Rice. 3 Promjena Zemljinog albeda prema mjerenju mjesečeve pepeljaste svjetlosti. Crna linija je promjena albeda u odnosu na publikaciju iz 2004. (Palle 2004). Plava linija - ažurirane promjene albeda nakon poboljšane procedure analize podataka, također uključuje podatke u dužem vremenskom periodu (Palle 2008).

Koliko je tačno albedo određen iz mjesečeve pepeljaste svjetlosti? Metoda nije globalnog opsega. Utječe na oko trećinu Zemlje u svakom posmatranju, neka područja uvijek ostaju "nevidljiva" sa mjesta posmatranja. Pored toga, merenja su retka i vrše se u uskom opsegu talasnih dužina od 0,4-0,7 µm (Bender 2006).

Nasuprot tome, satelitski podaci kao što je CERES su globalno mjerenje kratkotalasnog zračenja Zemlje, uključujući sve efekte površinskih i atmosferskih svojstava. U poređenju sa mjerenjima svjetlosti pepela, oni pokrivaju širi raspon (0,3-5,0 µm). Analiza CERES podataka pokazuje da nema dugotrajnog albedo trenda od marta 2000. do juna 2005. godine. Poređenje sa tri nezavisna skupa podataka (MODIS, MISR i SeaWiFS) pokazuje "izuzetno uklapanje" za sva 4 rezultata (Loeb 2007a).

Rice. 4 Mjesečne promjene srednjeg CERES SW TOA fluksa i MODIS frakcije oblaka ().

Albedo je utjecao na globalne temperature - uglavnom u smjeru hlađenja u dugoročnom trendu. Što se tiče nedavnih trendova, podaci o ashlight-u pokazuju povećanje albeda od 1999. do 2003. godine sa malim promjenama nakon 2003. godine. Sateliti pokazuju male promjene od 2000. godine. Radijacijsko djelovanje zbog promjena albeda bilo je minimalno posljednjih godina.

Pretežni dio direktnog zračenja reflektiranog od površine zemlje i gornje površine oblaka ide izvan atmosfere u svjetski prostor. Otprilike jedna trećina raspršenog zračenja takođe odlazi u svetski prostor. Odnos svih reflektovanih i rasuti sunčevo zračenje na ukupnu količinu sunčevog zračenja koje ulazi u atmosferu naziva se Zemljin planetarni albedo. Planetarni albedo Zemlje procjenjuje se na 35 - 40%. Njegov glavni dio je refleksija sunčevog zračenja od oblaka.

Tabela 2.6

Zavisnost od veličine To n od geografske širine mjesta i doba godine

Tabela 2.7

Zavisnost od veličine To u + od geografske širine mjesta i doba godine

(prema A.P. Braslavsky i Z.A. Vikulina)