Измерение солнечного излучения

Хотя большинством климатологов признается факт глобального потепления климата, на протяжении последних пяти лет количество тепла, поступающего от Солнца, неуклонно сокращается, о чем свидетельствуют наблюдения пепельного света нашего спутника, проводимые последние десять лет учеными калифорнийской обсерватории Big Bear.

Под пепельным светом понимается относительно небольшое свечение обратной по отношению к Солнцу стороны Луны. Причина этого явления – отраженные кванты света от нашей Земли. Причем планета отражает обратно в космическое пространство около 30% солнечного излучения. По словам астрономов, альбедо Земли составляет 0.3. Тем не менее, это не постоянная величина. На значение альбедо оказывают влияние изменения снежного и облачного покрова.

Для проведения климатических исследований ученым необходимо знать среднее значение альбедо за достаточно продолжительный интервал времени. И чтобы его вычислить, приходится следить за состоянием облачного покрова и при этом измерять потоки тепла и света, идущие от планеты. Современные технологии позволяют это делать с применением спутников, но гораздо дешевле и проще проводить измерение солнечного излучения, наблюдая за пепельным светом Луны непосредственно с поверхности Земли. Чем ярче этот свет, тем больше световой энергии Земля отражает назад в космос.

Иногда пепельный свет удается разглядеть даже невооруженным глазом. В обсерватории Big Bear для подобных наблюдений используют небольшой шестидюймовый солнечный телескоп, тем более что ночью он все равно не использовался. Другое преимущество этой технологии заключается в том, что Луна расположена на значительном удалении от Земли и с нее можно видеть практически половину нашей планеты. В новолуние - это фактически вся сторона Земли, освещенная солнцем. Таким образом, удается получить интегральную оценку отраженного солнечного излучения, идущего от земного шара.

Хотя метод измерения пепельного света имеет и множество недостатков. Самый существенный заключается в том, что земная поверхность неодинаково отражает свет в различных направлениях. Наибольшее количество отраженного света попадает на естественный спутник из центра диска планеты, из экваториального пояса. Влияние снежного покрова и облачности, расположенных в высоких широтах, оценить с помощью пепельного света чрезвычайно сложно. Ко всему прочему, пепельный свет наблюдаем не постоянно. В полнолуние его фиксировать сложнее, поскольку охват земной поверхности ухудшается. Луна недоступна для наблюдений и во время новолуния. Еще некоторая часть дней выпадает по причине плохой погоды в районе расположения Солнечной обсерватории. Эти сложности позволяют получать достаточно однородные ряды измерений пепельного света. И все же, если накоплен большой массив данных, с его помощью можно делать достаточно интересные выводы.

Однако до самого последнего времени систематических наблюдений за пепельным светом не было. Группа ученых под руководством Стивена Кунина и Филипа Гуди начала подобные наблюдения только в 1997 году. Сначала они отмечали уменьшение альбедо, объясняя этот факт увеличением солнечной активности и корреляцией с потеплением климата. Но с 2000 года наблюдается неуклонное снижение альбедо Земли, то есть, наша планета получает от Солнца меньшее количество тепловой энергии. В связи с глобальным потеплением климата это очень неожиданно, говорится в пресс-релизе Технологического института Нью-Джерси.

Подтверждают рост альбедо Земли и данные, полученные со спутников. В ноябре результаты мониторинга облаков, проводимых в рамках проекта ISCCP, были опубликованы. База данных спутниковых наблюдений охватывает период времени в 20 лет с 1983 года. Первые 15 лет разница в площади между высокими и низкими облаками была постоянной и держалась на уровне 7-8%.

Но в течение последних пяти лет разница выросла вдвое до 13%. Общая площадь облачности тоже увеличилась.

Филипп Гуди считает, что эти расхождения между высокими и низкими облаками являются компенсирующим фактором способствующим охлаждению по причине увеличения общей площади облачности, так как высокие облака вносят гораздо больший вклад в парниковый эффект, если они загорожены от поверхности планеты низкими облаками.

Согласно данным наземных радиометров, такая смена направленности земного альбедо состоялась в промежутке между 60-ми и серединой 80-х годов. Поэтому не исключено, что мы имеем дело с периодическим колебание альбедо с интервалом около 10 лет.