Система «природа — общество» и климат. О тепловом балансе Земли
Статья - Экология
Другие статьи по предмету Экология
?у альбедо Земли на -0.006. В тоже время существуют оценки, которые говорят о значительном возрастании уходящего коротковолнового излучения на 6 Вт/м2 и, соответственно, о повышении альбедо на 0.17.
Влияние изменений альбедо на климат может проявляться по-разному. Если оно связано с вариациями свойств поверхности суши, аэрозоля, снежного или ледяного покровов, то при спаде альбедо Земля должна прогреваться, а при повышении альбедо выхолаживаться. Альтернативная возможность состоит в существенном уменьшении среднеглобального среднегодового теплозапаса океана. Анализ данных наблюдений за 1992-2002 гг. показал наличие возрастания запаса тепла в Мировом океане на 0.7 0.4 Вт/м2. Если принимать во внимание только изменение альбедо, то указанному значению должно соответствовать уменьшение уходящей коротковолновой радиации. В целом спутниковые наблюдения не выявили значимой роли облачности в повышении альбедо, что говорит о необходимости продолжения спутниковых наблюдений за облаками.
Обработка данных измерений суммарной радиации за период 1960-1990 гг. показала, что имел место отрицательный тренд суммарной радиации на поверхности суши в пределах 6-9 Вт/м2. Это эквивалентно спаду суммарной радиации за 30 лет на 4-6%. Такой эффект получил название потускнение Земли. Однако начиная с 1990 г. возникла противоположная тенденция повсеместного уярчения Земли, что связывается со спадом аэрозольного загрязнения атмосферы за счет сокращения промышленных выбросов на территории бывшего СССР. Такой вывод подтверждается рядом наблюдений в Тыравере (Эстония).
В рамках международного проекта по спутниковой климатологии облаков были реализованы численные расчеты радиационных балансов подстилающей поверхности на суше и всей Земли с пространственным разрешением 280 км и шагом по времени 3 часа за 18-летний период (1883- 2000 гг.). Сравнение полученных результатов с данными наблюдений показало, что использование усовершенствованной методики расчетов и уточненной входной информации позволяет снизить погрешности в оценках радиационных балансов для поверхности суши с 20-25 Вт/м2 до 10- 15 Вт/м2, а в глобальном масштабе с 10- 15 Вт/м2 до 5-10 Вт/м2. Более того, была обнаружена тенденция возрастания суммарной радиации на 0.1% в год. Значит, усовершенствование климатических моделей и, что особенно важно, уточнение пространственно-временных распределений параметров этих моделей может улучшить оценки радиационного баланса планеты и помочь оценить роль различных факторов в его динамике.
Анализ среднегодовых величин радиационного баланса показывает, что влияние облачности состоит в смещении длинноволнового радиационного выхолаживания в сторону внутритропической зоны конвергенции, способствуя стабилизации тропической атмосферы и усилению возмущающего воздействия на циркуляцию атмосферы за счет роста горизонтального градиента ее прогревания. Имеет место также смещение длинноволнового выхолаживания на большие высоты в зоне штормов средних широт.
В декабре 1999 г. был запущен спутник Terra, на борту которого установлено пять видов научной аппаратуры, предназначенной для дистанционного зондирования климатической системы. В комплекс аппаратуры входит многолучевой видеоспектрорадиометр MISR (Multiangle Imaging SpectroRadiometer), который обеспечивает измерения уходящей коротковолновой радиации на длинах волн 446, 558, 672 и 866 нм при пространственном разрешении 275-1100 м для девяти направлений визирования в пределах 70 по отношению к траектории спутника. Подобные многолучевые данные наблюдений уходящего коротковолнового излучения могут быть использованы для восстановления характеристик атмосферного аэрозоля, подстилающей поверхности и облачного покрова, которые являются важным дополнением к результатам спутникового наблюдения по фиксированным направлениям. Проведенные расчеты радиационного баланса с учетом данных измерений с MISR и подспутниковых измерений в штате Оклахома (США) 3 марта 2000 г. позволили обнаружить существенное снижение погрешности до 4% при переходе от двумерной к трехмерной модели климата.
Новым этапом в развитии спутниковых наблюдений радиационного баланса Земли становятся разработки, связанные с использованием аппаратуры для измерения его компонентов, которая установлена на спутниках Meteosat второго поколения. Регулярные наблюдения, которые обеспечиваются этими спутниками с декабря 2002 г., позволяют получать данные об интегральной уходящей радиации в диапазоне длин волн 0.32-100.0 мкм и уходящей коротковолновой радиации на длинах волн 0.32-4.0 мкм через каждые 15 мин при пространственном разрешении около 40 м с погрешностью до 10%. Установленный на спутнике Meteosat-8 сканирующий многоканальный радиометр SEVERI (Spinning Enhanced Visible and Infra Red Imager) обеспечивает получение информации об обусловленном облачностью радиационном возмущающем воздействии при высоком пространственно-временном разрешении, что открывает перспективы более достоверного анализа факторов, влияющих на формирование радиационного баланса Земли.
Таким образом, изучение и оценка экологического равновесия в глобальных масштабах тесно связаны с состоянием исследований компонентов радиационного баланса Земли и его зависимостей от параметров окружающей среды. Остающаяся здесь серьезная трудность связана с неточностью имеющихся методов и алгоритмов обработки и интерпретации данных наблюдений за динамикой системы природа-общество. Степень надежности и достоверности данных наблюдений о состоянии радиацио?/p>