Эффект альбедо и глобальное потепление

Когда астрономы говорят об отражательных свойствах поверхности планет и спутников, они часто используют термин альбедо. Однако, обратившись за разъяснением этого понятия к справочникам и энциклопедиям, мы узнаем, что существует множество различных видов альбедо: истинное, видимое, нормальное, плоское, монохроматическое, сферическое и так далее. Есть от чего загрустить. Поэтому давайте попробуем разобраться в этом круговороте терминов.

Само слово "альбедо" идет от латинского albedo - белизна. В самом общем виде так называют долю упавшего излучения, отраженного твердой поверхностью или рассеянного полупрозрачным телом. Поскольку величина отраженного излучения не может превосходить величину падающего излучения, то это отношение, то есть альбедо, всегда заключено в пределах от 0 до 1. Чем выше его значение, тем большая доля падающего света будет отражена.

Видимость всех несамосветящихся тел полностью определяется их альбедо, то есть их отражательной способностью. Можно даже сказать, что мы просто не видели бы несамосветящиеся предметы, если бы они не могли отражать свет. Благодаря этому свойству мы "на глаз" определяем форму тела, природу материала, его твердость и другие характеристики. Впрочем, умело подобранное альбедо может и скрыть от нас предмет - вспомните военный камуфляж или самолет-невидимку "Стелс". При исследовании тел Солнечной системы измерение альбедо помогает выяснять природу материала, находящегося на поверхности небесного тела, его структуру и даже химический состав.

Мы легко отличаем снег от асфальта потому, что снег почти полностью отражает свет, а асфальт почти полностью его поглощает. Однако мы также легко отличим снег от листа полированного алюминия, хотя оба они почти полностью отражают свет. Значит, только знания доли отраженного света еще не достаточно, чтобы судить о природе материала. Снег рассеивает свет диффузно, во все стороны, а алюминий отражает зеркально. Чтобы учесть эти и другие особенности отражения, различают несколько видов альбедо.

Истинное (абсолютное) альбедо совпадает с так называемым коэффициентом диффузного отражения: это отношение потока, рассеянного плоским элементом поверхности во всех направлениях, к падающему на него потоку.

Чтобы измерить истинное альбедо, требуются лабораторные условия, ведь необходимо учесть свет, рассеянный телом во всех направлениях. Для "полевых" условий более естественным является видимое альбедо - отношение яркости плоского элемента поверхности, освещенного параллельным пучком лучей, к яркости абсолютно белой поверхности, расположенной перпендикулярно к лучам и имеющей истинное альбедо, равное единице.

Если поверхность освещается и наблюдается под углом в 90 градусов, то ее видимое альбедо называют нормальным . Нормальное альбедо чистого снега приближается к 1.0, а древесного угля - около 0.04.

В астрономии часто используют геометрическое (плоское) альбедо - отношение освещенности на Земле, создаваемой планетой в полной фазе, к освещенности, которую создал бы плоский абсолютно белый экран того же размера, что и планета, отнесенный на ее место и расположенный перпендикулярно лучу зрения и солнечным лучам. Физическое понятие "освещенность" астрономы обычно выражают своим словом "блеск" и измеряют его в звездных величинах.

Ясно, что значение альбедо влияет на блеск небесных объектов так же сильно, как их размер и положение в Солнечной системе. Например, если бы астероиды Цереру и Весту расположить рядом, то их блеск был бы почти одинаковым, хотя диаметр Цереры вдвое больше, чем у Весты. Дело в том, что поверхность Цереры значительно хуже отражает свет: альбедо Весты около 0.35, а у Цереры только 0.09.

Значение альбедо зависит как от свойств поверхности, так и от спектра падающего излучения. Поэтому отдельно измеряют альбедо для разных спектральных диапазонов (оптическое, ультрафиолетовое, инфракрасное и так далее) или даже для отдельных длин волн (монохроматическое альбедо). Изучая изменение альбедо с длиной волны и сравнивая полученные кривые с такими же кривыми для земных минералов, образцов почв и различных пород, можно сделать некоторые выводы о составе и структуре поверхности планет и их спутников.

Для расчета энергетического баланса планет используется сферическое альбедо (альбедо Бонда) , введенное американским астрономом Джорджем Бондом в 1861 году. Это отношение отраженного всей планетой потока излучения к падающему на нее потоку. Чтобы точно вычислить сферическое альбедо, вообще говоря, необходимо наблюдать планету под всевозможными фазовыми углами (угол Солнце-планета-Земля). Раньше это было возможно только для внутренних планет и Луны. С появлением искусственных спутников астрономы смогли вычислить сферическое альбедо у Земли, а межпланетные космические аппараты позволили это сделать и для внешних планет. Бондовское альбедо Земли - около 0.33, и в нем очень большую роль играет отражение света от облаков. У лишенной атмосферы Луны оно равно 0.12, а у Венеры, покрытой мощной облачной атмосферой, - 0.76.

Естественно, различные участки поверхности небесных тел, имеющие различную структуру, состав и происхождение, обладают различным альбедо. В этом вы сами можете убедиться, посмотрев хотя бы на Луну. Моря на ее поверхности имеют чрезвычайно низкое альбедо, в отличие, скажем, от лучевых структур некоторых кратеров. Кстати, наблюдая за лучевыми структурами, вы легко заметите, что их внешний вид сильно зависит от того, под каким углом их освещает Солнце. Это происходит как раз вследствие изменения их альбедо, которое принимает максимальное значение, когда лучи падают перпендикулярно к поверхности Луны, где расположены эти образования.

И еще один эксперимент. Посмотрите на Луну в телескоп (или же на какую-либо планету, лучше всего на Марс или Юпитер) с различными светофильтрами. И вы увидите, что, например, в красных лучах поверхность Луны выглядит несколько иначе, чем в синих. Это говорит о том, излучение различных длин волн отражаются от ее поверхности по-разному.

А вот о каком конкретно альбедо нужно говорить в описанных выше примерах, постарайтесь догадаться сами.

АЛЬБЕДО

АЛЬБЕДО (позднелат. albedo, от лат. albus - белый), величина, характеризующая соотношение между потоком солнечной радиации, попадающим на различные предметы, почвенным или снежный покров, и количеством такой радиации, поглощенной или отраженной ими; отражат. способность поверхности тела. Наибольшее альбедо (0,8-0,4) имеют сухой снег, отложения солей, среднее - растительность , наименьшее- водные объекты (0,1-0,2).

Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .

Альбедо (от лат. albedo - белизна) - отношение количества отраженной лучевой энергии к энергии, падающей на поверхность тела. Альбедо (всего спектра в целом) лесных сообществ колеблется, напр., в пределах 10-15%. Ср. световой режим .

Экологический словарь. - Алма-Ата: «Наука» . Б.А. Быков . 1983 .

АЛЬБЕДО [от лат. albus - светлый] - величина, характеризующая отражательную способность любой поверхности; выражается отношением радиации, отражаемой поверхностью, к солнечной радиации, поступившей на поверхность. Напр., А. чернозема - 0,15; песка 0,3-0,4; среднее А. Земли - 0,39; Луны - 0,07.

Экологический словарь , 2001

Смотреть что такое "АЛЬБЕДО" в других словарях:

Планет и некоторых карликовых планет солнечной системы Планета Геометрическое альбедо Сферическое альбедо Меркурий 0,106 0,119 Венера 0,65 0,76 Земля 0,367 0,39 Марс 0,15 0,16 Юпитер 0,52 0,343 Сатурн 0,47 0,342 Уран 0,51 0,3 … Википедия

АЛЬБЕДО, доля света либо другого излучения, отраженная от какой либо поверхности. У идеального отражателя альбедо равняется 1, у реальных это число меньше. Альбедо снега лежит в пределах от 0,45 до 0,90; альбедо Земли, с искусственных спутников,… … Научно-технический энциклопедический словарь

- (араб.). Термин в фотометрии, показывающий, какую часть световых лучей данная поверхность отражает. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. альбедо (лат. albus светлый) величина, характеризующая… … Словарь иностранных слов русского языка

- (от позднелат. albedo белизна) величина, характеризующая способность поверхности отражать падающий на нее поток электромагнитного излучения или частиц. Альбедо равно отношению отраженного потока к падающему. В астрономии важная характеристика… … Большой Энциклопедический словарь

альбедо - нескл. albédo m. <лат. albedo. белизна. 1906. Лексис. Внутренний белый слой кожицы цитрусовых. Пищепром. Лекс. Брокг.: альбедо; СИС 1937: альбе/до … Исторический словарь галлицизмов русского языка

альбедо - Характеристика отражательной способности поверхности тела; определяется отношением светового потока, отражённого (рассеянного) этой поверхностью, к световому потоку, падающему на неё [Терминологический словарь по строительству на 12 языках… … Справочник технического переводчика

альбедо - Отношение солнечной радиации, отраженной от поверхности земли, к интенсивности радиации, падающей на нее, выражается в процентах или десятичных долях (среднее альбедо Земли равно 33%, или 0,33). → Рис. 5 … Словарь по географии

- (от позднелат. albedo белизна), величина, характеризующая способность поверхности к. л. тела отражать (рассеивать) падающее на неё излучение. Различают истинное, или ламбертово, А., совпадающее с коэфф. диффузного (рассеянного) отражения, и… … Физическая энциклопедия

Сущ., кол во синонимов: 1 характеристика (9) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Величина, характеризующая отражательную способность любой поверхности; выражается отношением радиации, отражаемой поверхностью, к солнечной радиации, поступившей на поверхность (у чернозема 0,15; песка 0,3 0,4; среднее А. Земли 0,39; Луны 0,07)… … Словарь бизнес-терминов

Книги

• Тайный план господина Гурджиева , Айсберг, Марк. Что такое эволюция сознания? В переводе с латинского evolutio - развёртывание. Как происходит эволюция, расширение сознания? По каким законам? В каких условиях? В чём тайна эволюции сознания?…

Арктика испытывает последствия глобального потепления вдвое быстрее, чем остальные части планеты

Ледники, которые отступают, не только дают доступ к драгоценным минералам и новым морским путям, но и несут серьезную опасность. Кто будет иметь из этого выгоду и чем чреваты эти климатические изменения?

Стоя на леднике Гренландии, становится очевидным, почему беспокойный современный человек так уважает дикую природу. Куда бы вы не посмотрели - лед привлекает глаз, сжатый и отточенный с помощью уникального стечения сил природы.

Серебряные и лазурно-голубые ледяные хребты, ледяные насыпи и другие замороженные произведения можно скрупулезно наблюдать в чистом воздухе Арктики. Большие ледники наводят порядок среди ледяной застройки, спускаясь вниз к полузамерзшему морю.

Ледяная шапка пока еще на месте, застыла в своем негодовании. Не ощущается ни дуновения, ни звука двигателя, нет крика птиц. Ни шума. Вместо шума - его полное отсутствие. Вы чувствуете ее, как давление в висках и, если вы прислушаетесь - как рев призрака. Для многих поколений европейских исследователей с замороженными бакенбардами, ледяной покров до сих пор является синонимом слов сила природы.

Арктика является одним из наименее изученных мест в мире. Это последнее дикое место. Даже названия его морей и рек малоизвестны, хотя многие из них - довольно большие. Енисей и Лена - каждая из них несет больше воды в море, чем Миссисипи или Нил.

Гренландия, самый большой остров в мире, в шесть раз больше Германии. Тем не менее, она имеет население всего 57 тыс., в основном инуитов, разбросанных по крошечным прибрежным населенным пунктам.

Всего в Арктике - примерно определенной пределами Полярного круга с небольшой смежной площадью на юг, - проживает только 4 млн человек, около половины из которых живут в нескольких печальных постсоветских городах, таких как Мурманск и Магадан. На остальной территории, включая значительную часть Сибири, север Аляски, Северную Канаду, Гренландию и северную Скандинавию, живет очень мало людей. Тем не менее, регион далеко не неприкосновенен.

Быстрое движение вперед

Тепловая карта мира, на которой цветом обозначены изменения температуры, закрашивает Арктику в яркий бордовый цвет. С 1951 года она нагревается примерно вдвое быстрее, чем в среднем весь мир. В этот период температура в Гренландии выросла на 1,5 ° C по сравнению с около 0,7 ° C по всему миру. Это несоответствие, как ожидается, продолжится.

Повышение глобальной температуры на 2 ° C - кажущееся неизбежным, поскольку выбросы парниковых газов продолжают расти - означает потепления в Арктике на 3-6 ° C.

Почти все арктические ледники отступили. Площадь арктических земель, покрытых снегом в начале лета, сократилась почти на одну пятую с 1966 года.

Но наибольшие изменения претерпевает Северный Ледовитый океан. В 1970-х, 80-х и 90-х годах минимальные объемы полярного льда уменьшаются примерно на 8% каждое десятилетие. В 2007 году морской лед треснул, растаяв в летний период до своего минимума в 4,3 млн. кв. км. (1,7 млн. квадратных миль), это лишь половина от средней площади для 1960-х годов и на 24% меньше предыдущего минимума, установленного в 2005 году. Это освободило ото льда - впервые в истории человека - так называемый западный переход, морской путь через 36 тыс островов арктического архипелага Канады.

Ученые пытаются объяснить это тем, что в 2007 году все силы естественной изменчивости, в том числе теплая погода, ясное небо и теплые течения, выстроились для усиления сезонного таяния. Но в прошлом году не было такого замечательного стечения обстоятельств: это был обычный год для Арктики. А объемы морских льдов сократились почти до тех же размеров.

Нет никаких серьезных сомнений, что является основной причиной потепления. В Арктике, как и везде на планете, это происходит в результате увеличения выбросов в атмосферу газов, которые задерживают тепло, главным образом, углекислого газа, выделяемого при сжигании ископаемого топлива. Поскольку атмосфера теряет меньше солнечного тепла, она перегревается - этот физический эффект предсказал еще в 1896 году шведский ученый Сванте Аррениус. Но почему потепление в Арктике происходит быстрее, чем в других местах?

Сначала учтите, какой чувствительной к изменению температуры является Арктика из-за своего расположения. В обоих полушариях климатические системы устроены на направление тепла от парного экватора к замерзшим полюсам. Но на севере такой обмен является гораздо более эффективным. Это частично объясняется высокими горными хребтами Европы, Азии и Америки, которые помогают смешивать теплые и холодные фронты, так же как валуны направляют отток воды в потоке. Антарктида, которая окружена огромными южными морями, подлежит гораздо меньшему воздействию атмосферного смешивания.

Суши, окружающие Арктику, также предотвращают нормальный кругооборот полярных океанов вокруг нее, как это происходит вокруг Антарктиды. Вместо этого гигантский обмен холодных и горячих масс воды происходит с севера на юг, между массами арктических земель: Тихий океан выливается через Берингов пролив, между Сибирью и Аляской, а Атлантика - через пролив Фрама между Гренландией и Норвежским архипелагом Шпицберген.

Это сохраняет среднегодовую температуру на высоких широтах Арктики (северные окраины суши и моря за ее пределами) на сравнительно жарком уровне в -15 ° C, температура большей части остальной Арктики близка к точке таяния в течение большей части года. Даже незначительное потепление может иметь значительное влияние на экосистемы региона.

Антарктида также претерпевает потепление, но со средней годовой температурой в - 57 ° C нужно будет больше, чем несколько жарких летних периодов, чтобы это стало очевидным.

Эффект альбедо

Эффективное перемешивание воздуха с севера на юг также может сыграть свою роль в усилении потепления Арктики. Ветры, которые вырываются на север, несут загрязняющие вещества, включая сажу из европейских и азиатских труб, и это имеет мощное влияние на увеличение температуры снега.

В последние десятилетия наблюдается также повышение уровня ртути - побочного продукта сжигания угля - в тканях белуг, моржей и белых медведей, которых едят эскимосы. Это еще одна причина, почему Арктика не является девственницей.

Но главная причина усиления эффекта потепления в Арктике - это замена светлого снега и льда на темного цвета землю или воду. Так как темные поверхности поглощают больше тепла, чем светлые, это вызывает локальное потепление, которое приводит к еще большему таянию снега и льда, что в свою очередь освобождает еще больше темной земли и воды, и так далее.

Так называемый эффект альбедо имеет более мощные положительные обратные последствия, чем ожидало большинство исследователей. Большинство моделей изменения климата предсказывает, что Северный Ледовитый океан может быть освобожден ото льда в летний период до конца этого века. Исследования, опубликованные в 2009 году в журнале Geophysical Research Letters, предполагают, что это может произойти до 2037 года. Некоторые теперь полагают, что это будет даже раньше.

Трудно переоценить, насколько драматические последствия это будет иметь. Может быть, что со времен вырубки огромных лесов Америки в 19 веке, или, возможно, после уничтожения величественных лесов Китая и Западной Европы за тысячу лет до того, мир еще не видел столь потрясающих изменений окружающей среды. Последствия для экосистем Арктики будут определяющими.

Поскольку древние ледовые препятствия исчезают, арктические побережья разрушаются; части суши Аляски отступают на 14 метров (45 футов) в год. Ниши проживания, такие как бассейны талых вод на многолетнем льду, сокращаются. Некоторые узкоспециализированные арктические виды, вероятно, вымрут, ведь их ареал обитания сократится, а южные виды займут их место. Другие будут процветать.

Первые признаки этой биологической перестройки уже очевидны. Чисто арктическим видам, включая белого медведя, живется трудно. Новые виды для региона, такие как скумбрия и атлантическая треска, все больше попадают в сети траулеров. Впрочем, последствия изменений в Арктике будут ощущаться далеко за ее пределами.

Таяние морских ледников не повлияет на глобальный уровень океана, поскольку лед плавает, вытесняет собственную массу морской воды. Но таяние ледников повлияет, и Арктика уже теряет свои накопления льда с большой скоростью.

Ледяная шапка Гренландии теряет около 200 гигатонн льда в год, что достаточно для обеспечения водой миллиардов человек. Меньшие арктические ледяные шапки и ледники вместе теряют такое же количество. Еще до того, как это стало ясно, Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) предусмотрела повышение уровня океана на 59 см в течение этого века. Учитывая то, что происходит на севере, многие теперь считают эти ожидания слишком скромными.

Есть опасения, что поток талой арктической воды может нарушить мощные «пути круговорота» мирового океана, обмен теплых тропических и холодных полярных вод. Это уже случалось раньше, по крайней мере семь раз за последние 60 тысяч лет, и этого нужно избежать.

Но последние данные свидетельствуют о том, что такая беда не является неизбежной. Еще одна проблема, - таяние Арктики может освободить огромное количество углекислого газа и метана, - вырисовывается более отчетливо. Это тоже уже происходило около 55 тыс. лет назад, что привело к глобальному повышению температуры на 5 ° С в течение нескольких тысяч лет.

Такие риски трудно отследить, пока они не слишком опасны. Многие элементы изменений в Арктике, в том числе темпы таяния снега и отступления ледников, все еще находятся в пределах исторических вариаций.

Тем не менее, тот факт, что эти изменения вызваны деятельностью человека, является беспрецедентным и представляет огромную неопределенность относительно того, как быстро они будут происходить. Для тех, кто настроен не обращать внимания на риски, стоит отметить, что даже более экстремальные прогнозы потепления в арктических районах отстают от того, что произошло на самом деле.

Богатства севера

В долгосрочной перспективе таяние льда на севере может вызвать разрушительные последствия. Но, как это ни парадоксально, ни один из арктических видов не получит из этого выгоду настолько, как тот, кто вызвал это: человек.

Исчезновение морских ледников может означать конец последней эскимосской культуры. Однако, большое потепление может сделать многих людей богатыми.

Поскольку замерзлая тундра будет отступать на север, большие районы Арктики станут пригодными для сельского хозяйства. Более ранняя арктическая весна может привести к увеличению выращивания растений на 25%. Это позволит жителям Гренландии выращивать больше, чем те ничтожные 100 тонн картофеля, которые они выращивают сейчас.

Многие другие ценные материалы тоже будут становиться все более доступными. Уже сейчас Арктика является большим источником добычи полезных ископаемых, в том числе цинка на Аляске, золота - в Канаде, железа в Швеции и никеля в России, а еще многие другие ждут свою добычу.

В Арктике также есть много нефти и газа. Лицензии на исследование недр в настоящее время выдают по всему региону: в Соединенных Штатах, Канаде, Гренландии, Норвегии и России.

18 апреля ExxonMobil утвердил условия соглашения с российской компанией «Роснефть» об инвестировании до $ 500 млрд в разработку морских запасов, в том числе в российской Арктике. Нефтяные компании не любят об этом говорить, но это указывает на другие положительные обратные последствия процесса таяния Арктики. Изменение климата в результате сжигания ископаемого топлива позволит добывать больше арктических углеводородов, которые затем будут сжигаться.

Эти новые отрасли промышленности Арктики не появятся сразу. Есть еще много ледников, чтобы работа на севере оставалась исключительно жесткой и дорогой, круглосуточная ночь и арктические циклоны сделают ее еще более тяжелой.
Большинство современных разведывательных работ вряд ли приведут к добыче углеводородов. По крайней мере, в течение ближайших десяти лет. Но со временем это произойдет. Цена огромна, и нефтяные компании и правительства арктических стран готовы ее заплатить.

Незадолго до подписания контракта между ExxonMobil и «Роснефтью», президент России Владимир Путин объявил о планах сделать намного привлекательнее для иностранцев инвестирования в российский офшорный энергетический сектор.

«Оффшорные запасы, особенно в Арктике, являются, без преувеличения, стратегическим резервом в 21 веке», - сказал он.

В первой половине 20-го века Арктика, как кратчайший маршрут между Россией и Америкой, была наиболее вероятным театром ядерной войны, и некоторые видят потенциал для свежего конфликта в ее освоении. Россия и Канада, две крупнейшие по территории страны Арктики, стимулируют этот страх: Арктика вызывает ожесточенные националистические настроения в обеих странах.

С точки зрения своих северных районов, некоторые из восьми стран Арктики проводят определенную милитаризацию региона. Норвегия переместила свой военный командный центр в арктический город Рейтан в 2009 году. Россия заменяет и модернизирует шесть своих атомных ледоколов, а еще - определенные части гражданской инфраструктуры, учитывая вопросы безопасности. Тем не менее, наш специальный доклад предполагает, что предупреждения о конфликте в Арктике, как и климат, слишком перегреты.

Арктика не является ничейной землей. В отличие от Антарктиды, которая управляется по международному договору, большая ее часть является демаркированной. Среди полдесятка территориальных споров в регионе наибольшим является, пожалуй, спор между США и Канадой по поводу статуса Северо-Западного перехода. Эти две страны не начнут войну. И большинство арктических стран являются членами НАТО.

Тем не менее, таяние Арктики будет иметь геостратегические последствия помимо того, что позволит богатым ресурсами странам стать богаче. Очевидно потенциально разрушительное воздействие открытия новых торговых путей. Навигация вдоль побережья Сибири по северо-восточному переходу, или Северному морскому пути (СМП), как называют его русские и моряки, сокращает расстояние между Западной Европой и Восточной Азией примерно на треть. Переход в настоящее время открыт в течение четырех или пяти месяцев в году и получает все большее применение.

В 2010 году только четыре корабля использовали СМП, в прошлом году их было уже 34 в обоих направлениях, в том числе танкеров, рефрижераторных судов с рыбой и даже круизный лайнер.

Большие азиатские экспортеры - Китай, Япония и Южная Корея - уже инвестируют в строительство ледокольных судов или планируют сделать это. Для России, имеющей большие планы по развитию морского пути вместе с центрами перевалки и другими объектами инфраструктуры, это двойное благо. Это поможет ей обеспечивать рынок арктическими ресурсами быстрее, а также, поскольку СМП будет все больше использоваться, диверсифицировать свою зависимую от углеводородов экономику.

Есть риски возникновения спора или войны в этом вопросе, требующего урегулирования. Что хорошо для России - может быть плохо для Египта, который в прошлом году заработал более $ 5 млрд доходов от эксплуатации Суэцкого канала, альтернативного восточно-западного судоходного пути.

Так что очень хорошо, что работа регионального клуба, Арктического совета, является многообещающей.

Все же, как примирить экологические риски от арктического таяния с экономическими возможностями, которые оно принесет? Сокращение морских ледников является результатом работы рук, так же, как распашка прерий. Это может даже оказаться выгодным. Но расходы будут также огромны. Уникальные экосистемы и многие виды природы будут потеряны при изменении окружающей среды. Причиной этого является глобальное загрязнение, и риски от него также являются глобальными. Арктика, которая уже не выглядит такой далекой и неприкосновенной, появилась как мощный символ возраста человека.

Долгосрочный тренд альбедо направлен в сторону похолодания. За последние годы спутниковые измерения показывают незначительный тренд.

Изменение альбедо Земли потенциально является мощным воздействием на климат. Когда альбедо, или отражающая способность, возрастает, больше солнечного света отражается назад в космос. Это оказывает охлаждающее действие на глобальные температуры. Напротив, снижение альбедо нагревает планету. Изменение альбедо всего на 1% дает радиационный эффект 3,4 Вт/м2, сопоставимый с эффектом удвоения СО2. Как же альбедо воздействовало на глобальные температуры в последние десятилетия?

Тренды альбедо до 2000 года

Альбедо Земли определяется несколькими факторами. Снег и лед хорошо отражают свет, так что когда они тают, альбедо понижается. Леса имеют более низкое альбедо, чем открытые пространства, поэтому сведение лесов повышает альбедо (оговоримся, что уничтожение всех лесов не остановит глобальное потепление). Аэрозоли имеют прямое и косвенное влияние на альбедо. Прямым влиянием является отражение солнечного света в космос. Непрямой эффект состоит в действии частиц аэрозолей в качестве центров конденсации влаги, что затрагивает формирование и время жизни облаков. Облака, в свою очередь, влияют на глобальные температуры несколькими способами. Они охлаждают климат за счет отражения солнечного света, но также могут давать эффект нагрева, удерживая исходящее инфракрасное излучение.

Все эти факторы следует учитывать при суммировании различных радиационных воздействий, определяющих климат. Изменения в землепользовании вычисляются исходя из исторических реконструкций изменения состава пахотных земель и пастбищ. Наблюдения со спутников и с земли позволяют определять тренды уровня аэрозолей и альбедо облаков. Можно видеть, что альбедо облаков является самым сильным фактором из различных видов альбедо. Долгосрочный тренд направлен в сторону похолодания, воздействие -0,7Вт/м2 с 1850 по 2000 г.

Рис.1 Среднегодовые общие радиационные воздействия (Chapter 2 of the IPCC AR4) .

Тренды альбедо после 2000 года.

Одним из способов измерения альбедо Земли является пепельный свет Луны. Это солнечный свет, сначала отраженный Землей, а затем отраженный Луной обратно к Земле в ночное время. Пепельный свет Луны измеряется солнечной обсерваторией Big Bear с ноября 1998 года (был также сделан ряд измерений в 1994 и 1995 годах). Рис.2 показывает изменения альбедо по реконструкции спутниковых данных (черная линия) и по измерениям пепельного света Луны (синяя линия) (Palle 2004) .

Рис.2 Изменения альбедо, реконструированные по спутниковым данным ISCCP (черная линия) и по изменениям пепельного света Луны (снняя линия). Правая вертикальная шкала показывает негативное радиационное воздействие (т.е. на охлаждение) (Palle 2004).

Данные на Рис.2 проблематичны. Черная линия, реконструкция спутниковых данных ISCCP "является чисто статистическим параметром и имеет мало физического смысла, поскольку она не учитывает нелинейных отношений между свойствами облаков и поверхности и планетарным альбедо, а также не включает аэрозольных изменений альбедо, например, связанных с вулканом Пинатубо или антропогенной эмиссией сульфатов " (Real Climate).

Еще более проблематическим является пик альбедо около 2003 года, видимый на синей линии пепельного света Луны. Он сильно противоречит спутниковым данным, показывающим в это время незначительный тренд. Для сравнения можно вспомнить извержение Пинатубо в 1991 году, заполнившее атмосферу аэрозолями. Эти аэрозоли отражали солнечный свет, создав отрицательное радиационное воздействие 2,5 Вт/м2. Это резко снизило глобальную температуру. Данные пепельного света тогда показывали воздействие почти -6 Вт/м2, что должно было означать еще большее падение температуры. Никаких похожих событий не произошло в 2003 году. (Wielicki 2007).

В 2008 году была обнаружена причина несоответствия. Обсерватория Big Bear установила новый телескоп для измерения пепельного света Луны в 2004 году. С новыми улучшенными данными они заново откалибровали свои старые данные и пересмотрели свои оценки альбедо (Palle 2008). Рис. 3 показывает старые (черная линия) и обновленные (синяя линия) значения альбедо. Аномальный пик 2003 года исчез. Впрочем, тренд повышения альбедо с 1999 по 2003 год сохранился.

Рис. 3 Изменение альбедо Земли по данным замеров пепельного света Луны. Черная линия - изменения альбедо по публикации 2004 года (Palle 2004). Синяя линия - обновленные изменения альбедо после улучшения процедуры анализа данных, также включены данные за больший период времени (Palle 2008).

Насколько точно определяется альбедо по пепельному свету Луны? Метод не является глобальным по охвату. Он затрагивает примерно треть Земли в каждом наблюдении, некоторые области всегда остаются "невидимыми" с места наблюдений. Кроме того, измерения нечасты, они делаются в узком диапазоне длин волн 0,4-0,7 µm (Bender 2006).

В отличие от этого спутниковые данные, такие как CERES, являются глобальным измерением коротковолнового излучения Земли, включают все эффекты свойств поверхности и атмосферы. По сравнению с измерениями пепельного света, они покрывают более широкий диапазон (0.3-5.0 µm). Анализ данных CERES показывает отсутствие долгосрочного тренда альбедо с марта 2000 по июнь 2005 года. Сравнение с тремя независимыми наборами данных (MODIS, MISR и SeaWiFS) демонстрирует "замечательное соответствие" всех 4-х результатов (Loeb 2007a).

Рис. 4 Месячные изменения средних значений CERES SW TOA flux and MODIS cloud fraction ().

Альбедо воздействовало на глобальные температуры - в основном в сторону похолодания в долгосрочной тенденции. Что касается недавних трендов, данные пепельного света показывают рост альбедо с 1999 по 2003 год с незначительным изменениями после 2003 года. Спутники показывают незначительные изменения с 2000 года. Радиационное воздействие от изменений альбедо в последние годы минимальное.

Словарный запас людей сильно разнится. Студент, ученый или разнорабочий отличаются друг от друга по эрудиции как Эллочка-людоедка от современного человека. И неважно, идет ли речь о научной терминологии, молодежном сленге или обычном русском мате. Сегодня мы расскажем вам о том, что такое "альбедо", и какую роль оно играет в различных ситуациях.

Физика

Если говорить об истинном значении слова "альбедо", это физическая величина, которая характеризует отражающие свойства поверхности. Альбедо поверхности будет отличаться для разных диапазонов длины волны света и спектральных характеристик тела. Если углубляться в детали, то эту величину можно разбить на три различных типа.

Нормальное альбедо

Истинное (нормальное) альбедо - это коэффициент, который показывает, насколько сильно рассеивается падающий свет из-за отражения от поверхности. Вычислить его можно через отношение падающего светового потока к отраженному. Несмотря на то что существует формула и задачи на вычисление этого коэффициента, в обычной ситуации данная величина определяется либо с помощью прибора (альбедометра), либо с помощью готовой таблицы с наиболее распространенными веществами.

Геометрическое

Когда речь заходит об астрономии величинах подобного масштаба, то утверждать что-либо очень сложно. Говоря про астрономические величины, альбедо - это соотношение освещенности возле поверхности Земли и величины освещенности, которую можно было бы получить, разместив вместо планеты абсолютно белый экран того же размера и в той же фазе. В большинстве случаев альбедо уже посчитано и может быть взято из готовых таблиц.

Бондовское

Сферическое альбедо - это величина, определяемая соотношением рассеиваемого света к потоку, падающему на тело. Ее можно вычислить как для определенного диапазона, так и для всего спектра. Данные величины также давно просчитаны. Например, сферическое альбедо Земли составляет примерно 0,29.

Деталь

С первого взгляда может показаться, что сейчас пойдет речь о каком-либо механизме или устройстве, но это не так. Все та же астрономия. Деталью альбедо называют область на небесном теле, которая ярко выделяется на окружающем фоне, независимо от того, темнее она или ярче. Обычно данный термин применяется к образованиям, которые нельзя объяснить с точки зрения геологии и рельефа планеты.

Данное понятие постепенно устаревает. С развитием телескопов и другой аппаратуры, помогающей изучать небесные тела, деталью стали называть временно неизученные участки поверхности, а термин остался только в употреблении астрономов-любителей.

В игре "Ведьмак 3"

Красота слова, его произношение и "загадочность" часто влияют на разработчиков игр и развлекательных приложений. Не обошла эта участь и слово "альбедо". Игра "Ведьмак 3" также использует данное понятие, но далеко не в его первоначальном значении. И даже не в метафоричном, чтобы указать на что-то значительное, выделяющееся.

В Witcher 3 рассматриваемое слово используется для обозначения алхимической смеси, которая нужна при создании различных зелий, бомб и экипировки. Даже сам порошок грязно серого цвета похож больше на порох, чем на пыль далеких планет.

Как получить в игре?

Этот немаловажный вопрос волнует многих геймеров, ведь без данного материала практически невозможно нормально проходить игру - без хороших доспехов вас будут постоянно убивать, без сильных взрывчатых веществ тяжело уничтожать группы монстров, а без зелий меч будет наносить мало урона боссам. Существует два пути решения этой проблемы.

1. Купить ингредиент. У продвинутых травников и корчмарей есть внушительные запасы данного вещества. Кроме того, вы можете раздобыть материал у старой знакомой Кейры Мец.
2. Сделать самостоятельно. Рецепт альбедо можно обнаружить в стартовой локации "Белый сад". Он находится в восточной части карты, чуть западнее от домика, с двумя солдатами по второстепенному квесту, в котором надо искать с собакой пропавших на поле боя воинов.

Однако приготовление порошка не так просто. Вам потребуется множество различных ингредиентов. Каких именно?

• Эликсир "Белая чайка". Его создание также потребует от игрока неимоверного количества реагентов и в первую очередь алкоголя.
• Вороний глаз.
• Корень зарника.
• Омела.
• Цветок двустрела.
• Сенжигрон.

В результате к концу игры вы сможете приготовить всего несколько пригоршней, но этого будет достаточно для удовлетворения всех необходимых потребностей.

Медицина

Вряд ли человек, производящий медицинское оборудование или медикаменты, на самом деле знал значение слова "альбедо", но его благозвучное произношение не ускользнуло от внимания одного рекламного отдела, в результате чего мы имеем компанию, занимающуюся производством и продажей медицинского оборудования.

Ультразвуковой ингалятор "Альбедо" - устройство, которое позволяет из жидкого лекарства сделать аэрозоль. К сожалению, найти правдивые отзывы об этом приборе очень тяжело, поэтому ограничимся общим описанием.

Ингаляторы "Альбедо" выполняют функции стационарного устройства как для домашнего использования, так и для медицинских учреждений. При применении специальных аксессуаров можно сделать даже собственную галокамеру или помещение для групповой терапии. Естественно, подобное многофункциональное устройство не может стоить слишком дешево. Ценовой диапазон колеблется в районе 20000 рублей, что может стать проблемой для обычно потребителя, но достаточно бюджетной для медицинских организаций.

Настольная игра

Фанатам игр в реальности тоже есть чем поживиться. "Альбедо" - серия комиксов про фурри-миры, выпускавшаяся с 1983 по 2005 год. Это научно-фантастическое произведение про удаленный участок космоса, населенный удивительными антропоморфными животными. Основные события разворачиваются вокруг политической обстановки.

У настольной игры "Альбедо" довольно сложные правила, для описания которых выпускались отдельные журналы и книги. Всего существует три издания, последнее из которых датируется 2005 годом. Несмотря на то что игры принадлежат одной серии, в них делается упор на различные составляющие. Например, первая редакция от 1988 выделяется рандомной генерацией персонажа. Вторая часть больше похожа на классические компьютерные РПГ вроде "Фоллаута 1". Что же касается третьего издания, то в нем делается упор на взаимодействие тактических групп. Одной из главных "фишек" серии стала смертность персонажей. Кроме того, в ней используются не только физические параметры персонажей, но и такие качества, как стрессоустойчивость и мотивация. В свое время это стало целым прорывом в индустрии настольных играх.

К сожалению, данная игра давно не выпускается. Найти ее можно разве что на частных аукционах либо в перепродаже на сайтах вроде Ebay.