Энергетический баланс Земли

Наша планета поглощает больше энергии, чем излучает в космос? подсчитали исследователи США и Франции. Ученые заметили, что во время последнего солнечного минимума солнечная постоянная была самой низкой с начала «космической эры», особенно по сравнению с максимумом в 1980-х и 1990-х годах.Причины изменения климата в последние десятилетия можно найти в воздействии деятельности человека (антропогенное воздействие) и в естественных колебаниях климата? одним из них был, например, постепенный выход из небольшого ледникового периода в четырнадцатом-девятнадцатом веках.

Группа ученых под руководством Джеймса Хансена, директора отдела космических исследований (GISS), произвела наиболее точный (на данный момент) расчет энергетического баланса Земли за период с 2005 по 2010 год включительно. Оказалось, что сейчас планета потребляет в среднем 0,58 Вт избыточной энергии на каждый квадратный метр площади поверхности. Потребление над расходом постоянно превышает лимит. Это несколько ниже предыдущих оценок, но все же указывает на долгосрочное повышение температуры в атмосфере Земли.

Команда использовала множество предыдущих измерений для своих расчетов. Например, климатологи использовали результаты проекта контроля температуры воды? Арго. Это огромная сеть буев и датчиков, измеряющих соленость и температуру воды на поверхности и в недрах практически всех океанов. На данный момент система мониторинга состоит из 3476 плавсредств. Использовались также расчеты, сделанные на Земле и со спутников. Ученые определили, что верхний слой океанов поглощает 71% этой дополнительной энергии, Антарктический океан? на 12% больше, абисаль (зона глубиной от 3 до 6 км) поглощает 5%, ледники? 8% и земля? 4%. Авторы исследования считают, что предыдущие климатические модели завышали количество тепла, передаваемого из верхних слоев океанов в нижние, но сильно (примерно в два раза) занижали вклад аэрозолей в общий баланс. Аэрозоли как естественного происхождения, так и в результате цивилизации влияют на количество и распределение облачного покрова, что, в свою очередь, изменяет количество отраженного солнечного света. По оценке исследователей, аэрозоли дают 1,6 Вт/м в энергетическом балансе Земли.², но со знаком минус (то есть охлаждают планету). Если бы их не было (из-за защитных действий людей, извержений вулканов и т. д.), то потепление Земли было бы еще быстрее и интенсивнее. О точном вкладе тех или иных факторов в общий тепловой баланс планеты нельзя судить заранее. Ученые определяют эти параметры с определенной вероятностью.

На графике показана роль аэрозолей (синяя точка), парниковых газов (красная точка) и взаимосвязь между ними (заштрихованная красная зона). Вертикальный? относительная вероятность, на уровне Вт/м² (изображение НАСА/ГИСС).

Но, пожалуй, самым важным было сопоставить общий тепловой баланс с небольшими колебаниями солнечной энергии, стекающей на Землю. Эти колебания можно разделить в зависимости от причин. В течение года на них влияет малая эллиптичность орбиты планеты, но они не отражаются на долговременных процессах. Однако существуют и вариации числа лучей, связанные с 11-летним циклом солнечной активности, и разница между этими циклами. Ученые заметили, что во время последнего солнечного минимума солнечная постоянная была самой низкой с начала «космической эры», особенно по сравнению с ее максимумом в 1980-х и 1990-х годах.

Колебания солнечной постоянной за 35 лет (по горизонтали — годы, по вертикали? Вт/м²). Среднее значение за каждые 31 день показано красным, а среднее значение за год черным. Приведенное количество указывает на мощность?Входящего? НАС²перпендикулярно линии Солнце-Земля. Вы можете видеть, что он колеблется примерно на 0,1%. Так как Земля не плоскость, а почти сфера, часть лучей она отражает, поглощая в среднем 240Вт/м.². Дельта между солнечным максимумом и минимумом составляет 0,25 Вт (правая шкала). Темно-синяя/голубая зона – это период, в течение которого энергетический баланс Земли изучался Джеймсом Хансеном (иллюстрация NASA/James Hansen).

Из этого авторы исследования сделали вывод, что колебания солнечной активности нельзя винить в глобальном потеплении за последние 100 лет. Возможно, в будущем влияние Солнца на эти взаимосвязи изменится, если сбудется предсказание его глубокого покоя. А пока причины изменения климата в последние десятилетия надо искать в другом. После отказа от солнечной энергии она остается как фактор влияния деятельности человека (антропогенный эффект)? прежде всего выбросы парниковых газов и естественные многолетние колебания (такие, как постепенный выход из малого ледникового периода XNUMX-XNUMX вв.) Какое соотношение этих двух факторов приходится объяснять. Синдром Хансена придерживается доминирующей роли человека. (Полную статью см. в разделе «Химия и физика атмосферы»).

Источник — http://www.nasa.gov/topics/earth/features/energy-budget.html

• Словарный запас

Солнечная постоянная — интенсивность солнечного излучения, т.е. количество тепловой энергии (дюйм), которое получает единица поверхности (см²) перпендикулярно пути луча за единицу времени (мин), протекающего до верхней границы атмосферы. Значение солнечной постоянной 1381,6 Вт/м.² = 1,98 кал/см²/ мин>. Солнечная постоянная зависит от коэффициента излучения Солнца и расстояния между Землей и Солнцем. При высокой прозрачности атмосферы и вертикальном падении солнечных лучей на поверхность Земли (0 м над уровнем моря) она достигает 85 % количества энергии, а за счет облачности в среднем 70 %, на высоте Солнца 45°? 55%, а на высоте 10° всего 6,5%.

Источник — Энциклопедия, которую я знаю

Маленький ледниковый период (сокращенно LIA)? период похолодания, известный в основном в районе Северной Атлантики, который следовал за периодом средневекового климатического оптимума. Средняя температура в Северном полушарии снизилась примерно на 1 °C.

Источник — Википедия