Kredit slike: BBSO
Znanstveniki, ki spremljajo odbojnost Zemlje z merjenjem luninega 'zemeljskega sijaja', so v zadnjih dveh desetletjih opazili nepričakovano velika podnebna nihanja. Z združevanjem osemletnih podatkov o zemeljskem sijaju s skoraj dvajsetimi leti delno prekrivajočih se podatkov satelitskih oblakov so ugotovili postopno upadanje odbojnosti Zemlje, ki je postalo močnejše v zadnjem delu devetdesetih let, morda povezano s pospešenim globalnim segrevanjem v zadnjih letih. Presenetljivo je, da se je upadanje odbojnosti v zadnjih treh letih popolnoma obrnilo. Takšne spremembe, ki jih ne razumemo, se zdijo naravna spremenljivost zemeljskih oblakov.
V izdaji revije Science z dne 28. maja 2004 ta pojav preučujemo v članku »Spremembe v odboju Zemlje v zadnjih dveh desetletjih«, ki so ga napisali Enric Palle, Philip R. Goode, Pilar Montaes Rodriguez in Steven E. Koonin. Goode je ugledni profesor fizike na New Jersey Institute of Technology (NJIT), Palle in Monta=F1es Rodr=EDguez sta podoktorska sodelavca na tej instituciji, Koonin pa profesor teoretične fizike na Kalifornijskem inštitutu za tehnologijo. Opazovanja so bila izvedena na sončnem observatoriju Big Bear Solar Observatory (BBSO) v Kaliforniji, ki ga NJIT upravlja od leta 1997 z Goodejem kot direktorjem. Nacionalna vesoljska uprava za aeronavtiko je financirala ta opazovanja.
Ekipa je obudila in posodobila staro metodo določanja Zemljine odbojnosti ali albeda z opazovanjem zemeljskega sijaja, sončne svetlobe, ki jo odbija Zemlja, ki jo je mogoče videti kot duhovit sij lunine 'temne strani' - ali dela luninega diska ne. osvetljen s soncem. Kot je Koonin spoznal pred približno 14 leti, so takšna opazovanja lahko močno orodje za dolgoročno spremljanje podnebja. 'Bolejša kot je Zemlja, svetlejša je zemlja, spreminjanje oblačnosti pa je pomemben element spreminjanja podnebja,' je dejal.
Natančna opazovanja zemeljskega sijaja za določanje globalne odbojnosti potekajo v BBSO od leta 1994, redna opazovanja pa so se začela konec leta 1997.
»Z uporabo pojava, ki ga je prvi razložil Leonardo DaVinci, lahko natančno izmerimo globalne podnebne spremembe in najdemo presenetljivo zgodbo o oblakih. Prednost naše metode je, da je zelo natančna, saj svetel lunin polmesec služi kot standard za spremljanje zemeljskega sijaja, svetlobo, ki jo odbijajo veliki deli Zemlje, pa je mogoče opazovati hkrati,« je dejal Goode. 'Prav tako je poceni, zahteva le majhen teleskop in relativno preprost elektronski detektor.'
Z uporabo kombinacije opazovanj zemeljskega sijaja in satelitskih podatkov o oblačnosti je ekipa zemeljskega sijaja ugotovila naslednje:
Zemljin povprečni albedo ni stalen iz leta v leto; spreminja se tudi v desetletnih časovnih okvirih. Računalniški modeli, ki se trenutno uporabljajo za preučevanje podnebnega sistema, ne kažejo tako velike desetletne variabilnosti albeda.
Letni povprečni albedo se je od leta 1985 do 1995 zelo postopoma zniževal, nato pa se je v letih 1995 in 1996 močno zmanjšal. Ti opaženi upadi so na splošno skladni s prej znanimi satelitskimi meritvami količine oblakov.
Nizek albedo v letih 1997-2001 je povečal sončno ogrevanje sveta za več kot dvakrat več kot je pričakovana od podvojitve atmosferskega ogljikovega dioksida. To »zatemnitev« Zemlje, kot bi jo videli iz vesolja, je morda povezana z nedavnim pospešenim dvigom povprečnih globalnih površinskih temperatur.
V letih 2001-2003 se je albedo spremenil na vrednosti pred letom 1995; to »posvetlitev« Zemlje najverjetneje pripišemo učinku povečane oblačnosti in debeline.
Te velike variacije, ki so primerljive s tistimi v zemeljskem infrardečem (toplotnem) sevanju, ki ga v tropih opazujejo sateliti, močno vplivajo na proračun zemeljskega sevanja.
'Naši rezultati so le del zgodbe, saj temperaturo zemeljske površine določa ravnovesje med sončno svetlobo, ki segreva planet, in toploto, ki jo seva nazaj v vesolje, kar ohladi planet,' je dejal Palle. 'To je odvisno od številnih dejavnikov poleg albeda, kot je količina toplogrednih plinov (vodna para, ogljikov dioksid, metan), prisotnih v ozračju. Toda ti novi podatki poudarjajo, da je treba oblake ustrezno upoštevati, in ponazarjajo, da še vedno nimamo podrobnega razumevanja našega podnebnega sistema, ki je potrebno za samozavestno modeliranje prihodnjih sprememb.
Goode pravi, da se bodo opazovanja zemeljskega sijaja nadaljevala še naslednje desetletje. 'Ti bodo pomembni za spremljanje tekočih sprememb v zemeljskem podnebnem sistemu. Prav tako bo nujno, da naše rezultate povežemo s satelitskimi podatki, ko bodo na voljo, zlasti za zadnja leta, da se oblikuje dosleden opis spreminjajočega se albeda. Opazovanja zemeljskega sijaja skozi 11-letni sončni cikel bodo pomembna tudi za oceno domnevnih vplivov sončne aktivnosti na podnebje.
Monta=F1es Rodr=EDguez pravi, da si ekipa za prihodnje opazovanje prizadeva vzpostaviti globalno mrežo opazovalnih postaj. 'To bi omogočilo stalno spremljanje albeda v večjem delu vsakega lunarnega meseca in bi tudi kompenziralo lokalne vremenske razmere, ki včasih preprečujejo opazovanja z določenega mesta.'
Opažanja BBSO se trenutno dopolnjujejo z drugimi s Krima v Ukrajini, kmalu pa bodo tudi opažanja iz Yunnana na Kitajskem. Nadaljnja izboljšava bo popolna avtomatizacija trenutnih ročnih opazovanj. Konstruira se prototip robotskega teleskopa in ekipa išče sredstva za izgradnjo, kalibracijo in postavitev mreže osmih po vsem svetu.
'Tudi ko znanstvena skupnost priznava verjetnost človeških vplivov na podnebje, mora bolje dokumentirati in razumeti podnebne spremembe,' je dejal Koonin. 'Naše tekoče meritve zemeljskega sijaja bodo pomemben del tega procesa.'
Izvirni vir: Caltech News Release
