Солнце управляет почти всем на Земле, включая климат, с момента зарождения жизни. Оно также определяет годичные и сезонные изменения, по мере того, как ориентация Земли изменяется на протяжении года. Со времен промышеленной революции, однако, новые силы начали сильно влиять на климат Земли.
"Последние 20-30 лет мы полагаем, что парниковые газы были главным фактором в недавних изменениях климата", - говорит Роберт Кахалан (Robert Cahalan), климатолог из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
Последние три десятилетия ученые НАСА изучали уникальные отношения между Солнцем и Землей. Используя наземные инструменты, такие как Solar Radiation and Climate Experiment (SORCE), они выяснили, сколько солнечной энергии попадает на Землю, и исследовали, что происходит с этой энергией, когда она проникает в атмосферу. Количество энергии, которое достигает внешней атмосферы Земли, называется полной поверхностной плотностью потока солнечного излучения. Полная плотность изменяется по многим временным шкалам, от секунд до столетий, из-за изменений в солнечной активности.
Солнце проходит через 11-летний цикл активности, от бурного до спокойного и обратно. Солнечная активность часто возникает возле солнечных пятен, темных областей на Солнце, вызванными концентрированными магнитными полями. Плотность солнечного излучения значительно выше во время солнечного максимума, когда солнечных пятен много и солнечная активность высока, по сравнению с солнечным минимумом, когда солнце спокойно и на нем нет пятен.
"Флуктуации солнечного цикла влияют на глобальную температуру Земли - примерно на 0,1 гардус Цельсия, немного больше во время солнечного максимума и меньше во время минимума", - говорит Томас Вудс (Thomas Woods), исследователь Солнца в Университете штата Колорадо (Боулдер). - "Сейчас Солнце находится в минимуме активности, а следующий максимум ожидается в 2012 году".
Используя SORCE, ученые выяснили, что во время наиболее спокойного периода внешней атмосферы Земли достигает около 1361 ватт/м2 солнечной энергии. Но когда солнце активно, эта величина на 1,3 ватт/м2 (0,1%) больше. "Эти измерения очень важны для климатических моделей, которые пытаются оценить влияние наземных сил на климатические изменения", - говорил Кахалан.
За последнее столетие средняя температура Земли увеличилась примерно на 0,6 С. Согластно результатам компьютерного моделирования, опубликованным исследователем Дэвидом Риндом (David Rind) из Центра космических исследований имени Годдарда, солнечное тепло отвечает примерно за 0,15 С, то есть 25%, от этого значения. Климат Земли зависит от баланса между поступающим солнечным излучением, исходящим тепловым излучением и составом атмосферы. Даже самые незначительные изменения этих параметров могут повлиять на климат. Примерно 30% солнечной энергии, которая поступает на Землю, отражаетмя назад в космос. Тучи, атмосферные аэрозоли, снег, лед, песок, поверхность океана и даже крыши домов играют роль в отражении излучения. Остальные 70% солнечной энергии поглощаются землей, океаном и атмосферой.
"Парниковые газы блокируют примерно 1% теплового излучения, которое исходит от Земли", - говорит Вудс. Этот дисбаланс между входящим солнечным излучением и исходящим тепловым излучением вероятно заставит Землю нагреваться в течение следующего столетия, ускоряя таяние полярных шапок, вызывая подъем уровня морей и вызывая более жесткие климатические условия.
Неантропогенные факторы килматических изменений
В доиндустриальную эпоху солнце и вулканические извержения были главными факторми в климатических изменениях Земли. Земля нагревалась и охлаждалась циклически. Главные холодные периоды называются ледниковыми периодами, последний из них закончился примерно 11000 лет назад.
"Мы живем во время, называемое голоценом - между двумя ледниковыми периодами", - говорит Кахалан. - "Но последние десятилетия некоторые называют антропоценом, поскольку главные изменения в климате Земли теперь управляются человеческой деятельностью, чего никогда не случалось раньше".
Солнце относительно спокойное по сравнению с другими звездами. "Мы не знаем, каким станет Солнце через тысячу лет", - говорит Дуг Рабин (Doug Rabin), солярист в Годдарде. - "Оно может быть значительно более активным и поэтому сильнее влиять на земной климат".
Или оно может стать спокойнее, делая климат Земли более прохладным, похожим на тот, что был в конце 17 столетия. В период с 1650 по 1715 год пятен на солнечной поверхности почти не наблюдалось. Продолжительное отсутствие солнечной активности могло быть частично ответственно за "Малый ледниковый период" в Европе и могло отражать циклические или нерегулярные изменения в интенсивности солнечного излучения за последние сотни лет. В это время зимы в Европе были дольше и холоднее примерно на 1 С, чем сейчас.
С тех пор происходило медленное увеличение солнечной активности. Если мы не найдем способ снизить количество парниковых газов, которые мы выбрасываем в атмосферу, таких как углекислый газ, то солнечная активность не будет доминировать в климатических изменениях. Но солнечные вариации, конечно, продолжат вносить поправки как в процесс нагревания, так и в процесс охлаждения на уровне 0,1-0,2 С в течение многих лет.
Будущие измерения колебаний солнечной активности
За три десятилетия наблюдений группа спутников НАСА и Европеского космического агенства получила важные сведения о полной плотности солнечного излучения. Total Irradiance Monitor, также известный как TIM, был запущен в 2003 году как часть миссии SORCE агенства НАСА и проводит измерения интенсивности излучения с высокой точностью. TIM был модернизирован как часть миссии Glory, которую планируют запустить в 2009 году. TIM продолжит непрерывные 30-летние измерения активности и поможет лучше понять прямое и непрямое влияние солнца на климат. Миссия Glory также соберет данные по атмосферным аэрозолям, одному из наименее понятных факторов, влияющих на климат.
Рени Гран
NASA's Goddard Space Flight Center
Источник:
NASA
"Последние 20-30 лет мы полагаем, что парниковые газы были главным фактором в недавних изменениях климата", - говорит Роберт Кахалан (Robert Cahalan), климатолог из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
Последние три десятилетия ученые НАСА изучали уникальные отношения между Солнцем и Землей. Используя наземные инструменты, такие как Solar Radiation and Climate Experiment (SORCE), они выяснили, сколько солнечной энергии попадает на Землю, и исследовали, что происходит с этой энергией, когда она проникает в атмосферу. Количество энергии, которое достигает внешней атмосферы Земли, называется полной поверхностной плотностью потока солнечного излучения. Полная плотность изменяется по многим временным шкалам, от секунд до столетий, из-за изменений в солнечной активности.
Солнце проходит через 11-летний цикл активности, от бурного до спокойного и обратно. Солнечная активность часто возникает возле солнечных пятен, темных областей на Солнце, вызванными концентрированными магнитными полями. Плотность солнечного излучения значительно выше во время солнечного максимума, когда солнечных пятен много и солнечная активность высока, по сравнению с солнечным минимумом, когда солнце спокойно и на нем нет пятен.
"Флуктуации солнечного цикла влияют на глобальную температуру Земли - примерно на 0,1 гардус Цельсия, немного больше во время солнечного максимума и меньше во время минимума", - говорит Томас Вудс (Thomas Woods), исследователь Солнца в Университете штата Колорадо (Боулдер). - "Сейчас Солнце находится в минимуме активности, а следующий максимум ожидается в 2012 году".
Используя SORCE, ученые выяснили, что во время наиболее спокойного периода внешней атмосферы Земли достигает около 1361 ватт/м2 солнечной энергии. Но когда солнце активно, эта величина на 1,3 ватт/м2 (0,1%) больше. "Эти измерения очень важны для климатических моделей, которые пытаются оценить влияние наземных сил на климатические изменения", - говорил Кахалан.
За последнее столетие средняя температура Земли увеличилась примерно на 0,6 С. Согластно результатам компьютерного моделирования, опубликованным исследователем Дэвидом Риндом (David Rind) из Центра космических исследований имени Годдарда, солнечное тепло отвечает примерно за 0,15 С, то есть 25%, от этого значения. Климат Земли зависит от баланса между поступающим солнечным излучением, исходящим тепловым излучением и составом атмосферы. Даже самые незначительные изменения этих параметров могут повлиять на климат. Примерно 30% солнечной энергии, которая поступает на Землю, отражаетмя назад в космос. Тучи, атмосферные аэрозоли, снег, лед, песок, поверхность океана и даже крыши домов играют роль в отражении излучения. Остальные 70% солнечной энергии поглощаются землей, океаном и атмосферой.
"Парниковые газы блокируют примерно 1% теплового излучения, которое исходит от Земли", - говорит Вудс. Этот дисбаланс между входящим солнечным излучением и исходящим тепловым излучением вероятно заставит Землю нагреваться в течение следующего столетия, ускоряя таяние полярных шапок, вызывая подъем уровня морей и вызывая более жесткие климатические условия.
Неантропогенные факторы килматических изменений
В доиндустриальную эпоху солнце и вулканические извержения были главными факторми в климатических изменениях Земли. Земля нагревалась и охлаждалась циклически. Главные холодные периоды называются ледниковыми периодами, последний из них закончился примерно 11000 лет назад.
"Мы живем во время, называемое голоценом - между двумя ледниковыми периодами", - говорит Кахалан. - "Но последние десятилетия некоторые называют антропоценом, поскольку главные изменения в климате Земли теперь управляются человеческой деятельностью, чего никогда не случалось раньше".
Солнце относительно спокойное по сравнению с другими звездами. "Мы не знаем, каким станет Солнце через тысячу лет", - говорит Дуг Рабин (Doug Rabin), солярист в Годдарде. - "Оно может быть значительно более активным и поэтому сильнее влиять на земной климат".
Или оно может стать спокойнее, делая климат Земли более прохладным, похожим на тот, что был в конце 17 столетия. В период с 1650 по 1715 год пятен на солнечной поверхности почти не наблюдалось. Продолжительное отсутствие солнечной активности могло быть частично ответственно за "Малый ледниковый период" в Европе и могло отражать циклические или нерегулярные изменения в интенсивности солнечного излучения за последние сотни лет. В это время зимы в Европе были дольше и холоднее примерно на 1 С, чем сейчас.
С тех пор происходило медленное увеличение солнечной активности. Если мы не найдем способ снизить количество парниковых газов, которые мы выбрасываем в атмосферу, таких как углекислый газ, то солнечная активность не будет доминировать в климатических изменениях. Но солнечные вариации, конечно, продолжат вносить поправки как в процесс нагревания, так и в процесс охлаждения на уровне 0,1-0,2 С в течение многих лет.
Будущие измерения колебаний солнечной активности
За три десятилетия наблюдений группа спутников НАСА и Европеского космического агенства получила важные сведения о полной плотности солнечного излучения. Total Irradiance Monitor, также известный как TIM, был запущен в 2003 году как часть миссии SORCE агенства НАСА и проводит измерения интенсивности излучения с высокой точностью. TIM был модернизирован как часть миссии Glory, которую планируют запустить в 2009 году. TIM продолжит непрерывные 30-летние измерения активности и поможет лучше понять прямое и непрямое влияние солнца на климат. Миссия Glory также соберет данные по атмосферным аэрозолям, одному из наименее понятных факторов, влияющих на климат.
Рени Гран
NASA's Goddard Space Flight Center
Источник:
NASA
Комментариев нет:
Отправить комментарий