آلبدو چیست؟ اثر آلبدو و گرم شدن کره زمین آلبدو سطح زمین.

آلبدو

وقتی ستاره شناسان در مورد خصوصیات بازتابنده سطح سیارات و ماهواره ها صحبت می کنند ، اغلب از اصطلاح آلبدو استفاده می کنند. با این حال ، با مراجعه به کتابهای مرجع و دائرlopالمعارف ها برای توضیح این مفهوم ، می فهمیم که انواع مختلفی از آلبدو وجود دارد: واقعی ، مرئی ، عادی ، مسطح ، تک رنگ ، کروی و غیره. چیزی برای غم وجود دارد. بنابراین ، سعی کنیم این چرخه اصطلاحات را درک کنیم.

کلمه "albedo" خود از لاتین albedo - سفیدی است. در عمومی ترین شکل ، این نام کسری از تابش اتفاقی است که توسط یک سطح جامد منعکس می شود یا توسط یک بدن نیمه شفاف پراکنده می شود. از آنجا که مقدار تابش منعکس شده نمی تواند از مقدار تابش حادثه فراتر رود ، این نسبت ، یعنی آلبدو ، همیشه در محدوده 0 تا 1 است. هرچه مقدار آن بیشتر باشد ، نسبت نور حادثه بیشتر خواهد بود منعکس شده

دید همه اجسام غیر خود نور کاملاً توسط آلبدو ، یعنی بازتابش تعیین می شود. حتی می توان گفت اگر اجسام غیر خود نورانی نتوانند نور را منعکس کنند ، به سادگی نمی بینیم. با تشکر از این خاصیت ، ما "با چشم" شکل بدن ، ماهیت مواد ، سختی آن و سایر ویژگی ها را تعیین می کنیم. با این حال ، یک آلبدو با مهارت می تواند یک شی را از ما پنهان کند - استتار نظامی یا هواپیمای مخفی را بخاطر بسپارید. هنگام مطالعه اجسام در منظومه شمسی ، اندازه گیری آلبدو کمک می کند تا ماهیت مواد روی سطح یک جرم آسمانی ، ساختار آن و حتی ترکیب شیمیایی آن را دریابید.

ما به راحتی برف را از آسفالت متمایز می کنیم زیرا برف تقریباً به طور کامل نور را منعکس می کند و آسفالت آن را کاملاً جذب می کند. با این حال ، ما به راحتی می توانیم برف را از یک ورق آلومینیوم صیقلی تمیز کنیم ، اگرچه هر دو تقریباً نور را منعکس می کنند. این بدان معنی است که فقط دانستن کسری از نور منعکس شده برای قضاوت در مورد ماهیت مواد کافی نیست. برف نور را از همه جهات به صورت پراکنده پخش می کند ، در حالی که آلومینیوم به طور منفی بازتاب می یابد. برای در نظر گرفتن این ویژگیها و سایر ویژگیهای بازتاب ، چندین نوع آلبدو از هم تفکیک می شوند.

آلبدوی واقعی (مطلق) با ضریب بازتاب منتشر به اصطلاح همزمان است: این نسبت شار پراکنده شده توسط یک عنصر سطح مسطح در تمام جهات به شار حادثه روی آن است.

برای اندازه گیری آلبدو واقعی ، شرایط آزمایشگاهی لازم است ، زیرا لازم است نوری که توسط بدن در همه جهات پراکنده شده است را در نظر گرفت. برای شرایط "مزرعه" ، طبیعی تر است آلبدو ظاهری - نسبت روشنایی یک عنصر سطح مسطح که توسط یک پرتوی موازی از اشعه روشن می شود به روشنایی یک سطح کاملاً سفید واقع شده عمود بر اشعه و دارای آلبدوی واقعی برابر با وحدت.

اگر سطحی با زاویه 90 درجه روشن و مشاهده شود ، آنگاه آلبدوی آشکار آن نامیده می شود طبیعی... آلبدوی طبیعی برف خالص نزدیک به 1.0 است و ذغال سنگ در حدود 04/0 است.

نجوم غالباً استفاده می کند آلبدو هندسی (مسطح) - نسبت روشنایی روی زمین ، ایجاد شده توسط سیاره در فاز کامل ، به نوری که توسط یک صفحه کاملاً سفید و مسطح با همان سیاره ایجاد می شود ، به مکان آن اشاره دارد و عمود بر خط دید قرار دارد و اشعه خورشید. ستاره شناسان مفهوم فیزیکی "روشنایی" را با کلمه "درخشش" خود بیان می کنند و آن را در اندازه های ستاره ای اندازه می گیرند.

واضح است که مقدار آلبدو به اندازه اندازه و موقعیت آنها در درخشندگی اجرام آسمانی تأثیر می گذارد منظومه شمسی... به عنوان مثال ، اگر سیارک های سرس و وستا در کنار هم قرار بگیرند ، روشنایی آنها تقریباً یکسان خواهد بود ، اگرچه قطر سرس دو برابر وستا است. واقعیت این است که سطح سرس نور را بسیار بدتر منعکس می کند: آلبدو وستا حدود 0.35 است ، در حالی که سرس تنها 0.09 دارد.

مقدار آلبدو هم به خصوصیات سطح و هم به طیف تابش حادثه بستگی دارد. بنابراین ، آلبدو به طور جداگانه برای دامنه های طیفی مختلف (نوری ، ماورا، بنفش ، مادون قرمز و غیره) یا حتی برای طول موج های فردی (آلبدو تک رنگ) اندازه گیری می شود. با مطالعه تغییر در آلبدو با طول موج و مقایسه منحنی های بدست آمده با منحنی های مشابه برای مواد معدنی زمینی ، نمونه های خاک و سنگ های مختلف ، می توان در مورد ترکیب و ساختار سطح سیارات و ماهواره های آنها نتیجه گیری کرد.

برای محاسبه تعادل انرژی سیارات ، ما استفاده می کنیم آلبدوی کروی (باند آلبدو)، توسط ستاره شناس آمریکایی جورج باند در سال 1861 معرفی شد. این نسبت شار تابش منعکس شده توسط کل سیاره به شار حادثه روی آن است. به طور کلی ، برای محاسبه دقیق آلبدوی کروی ، مشاهده سیاره در تمام زوایای فاز ممکن (زاویه خورشید-سیاره-زمین) ضروری است. پیش از این ، این فقط برای سیارات درونی و ماه امکان پذیر بود. با ظهور ماهواره های مصنوعی ، ستاره شناسان توانستند آلبدوی کروی زمین را محاسبه کنند و فضاپیماهای بین سیاره ای انجام این کار برای سیارات خارجی را امکان پذیر کرد. باند آلبدوی زمین حدود 0.33 است و بازتاب نور از ابرها نقش بسیار مهمی در آن دارد. این برای ماه بدون جو 0.12 و برای ونوس 0.76 است که با یک فضای ابری قدرتمند پوشانده شده است.

طبیعتاً قسمتهای مختلف سطح اجرام آسمانی که ساختار ، ترکیب و منشأ آنها متفاوت است ، آلبدوهای مختلفی دارند. با دیدن ماه می توانید خودتان ببینید. دریاها در سطح آن ، برخلاف مثلاً ساختار اشعه برخی دهانه ها ، آلبدو بسیار کم دارند. به هر حال ، با مشاهده ساختارهای اشعه ، به راحتی متوجه خواهید شد که ساختارهای آنها است ظاهر به شدت به زاویه ای که خورشید آنها را روشن می کند بستگی دارد. این دقیقاً به دلیل تغییر در آلبدو آنها است ، که هنگام سقوط عمودی اشعه به سطح ماه ، جایی که این سازندها قرار دارند ، حداکثر مقدار را به خود می گیرد.

و یک آزمایش دیگر. از طریق تلسکوپ (یا یک سیاره ترجیحاً مریخ یا مشتری) با فیلترهای مختلف به ماه نگاه کنید. و خواهید دید که به عنوان مثال ، در پرتوهای قرمز ، سطح ماه کمی متفاوت از رنگ آبی است. این نشان می دهد که تابش با طول موج های مختلف از سطح آن به روش های مختلف منعکس می شود.

اما در مورد مثالهایی که در بالا توضیح داده شده درباره چه نوع آلبدو لازم است صحبت کنید ، سعی کنید خودتان حدس بزنید

تابش کامل خورشیدی که به سطح زمین می رسد تا حدودی از آن منعکس شده و توسط آن از بین می رود - این همان است تابش منعکس شده (Rk) ،این حدود 3٪ از کل تابش خورشید را تشکیل می دهد. تابش باقی مانده توسط خاک سطحی یا آب جذب شده و نامیده می شود تابش جذب شده(47٪) این به عنوان منبع انرژی برای تمام حرکات و فرآیندهای جو عمل می کند. میزان بازتاب و بر این اساس ، جذب تابش خورشید به بازتابش سطح یا آلبدو بستگی دارد. آلبدو سطحنسبت تابش منعکس شده به تابش کل است که در کسری از واحد یا در درصد بیان می شود: A \u003d R k / Q ∙ 100تابش منعکس شده با فرمول بیان می شود R k \u003d Q ∙ A ،جذب باقی مانده - Q - R k یا (س · (1 - الف) ،جایی که 1– و - ضریب جذب ، و ودر کسری از یک محاسبه می شود.

آلبدو سطح زمین به خصوصیات و حالت آن (رنگ ، رطوبت ، زبری و ...) بستگی دارد و به دلیل تغییر فصول در محدوده های وسیع ، بخصوص در عرض های معتدل و نیمه قطبی متفاوت است. بالاترین آلبدو در برف تازه افتاده 80-90٪ ، در شن و ماسه خشک خشک - 40 ation ، در پوشش گیاهی - 10-25، ، در چرنوزم مرطوب - 5 است. در مناطق قطبی ، آلبدو زیاد برف مزیت مقادیر زیادی از تابش کل دریافت شده در نیمه تابستان سال را نفی می کند. آلبدو سطح آب به طور متوسط \u200b\u200bکمتر از خشکی است ، زیرا در آب اشعه به لایه های بالایی عمیق تر از خاک نفوذ می کند ، در آنجا پراکنده می شود و جذب می شود. در همان زمان ، زاویه بروز اشعه خورشید تأثیر زیادی در آلبدو آب دارد: هرچه کوچکتر باشد ، بازتابش بیشتر است. با بروز شیب زیاد اشعه ، آلبدو آب است

در زاویه های کوچک 2 - 5٪ - تا 70٪ است. به طور کلی ، آلبدو سطح اقیانوس جهانی کمتر از 20٪ است ، به طوری که آب تا 80٪ از کل تابش خورشید را جذب می کند ، به عنوان یک جمع کننده گرمای قدرتمند روی زمین.

توزیع آلبدو در عرض های مختلف کره زمین و در فصول مختلف نیز جالب است.

آلبدو به عنوان یک کل از عرض های جغرافیایی کم به بالا افزایش می یابد ، که با افزایش ابر بر روی آنها ، سطح برف و یخ مناطق قطبی و کاهش زاویه بروز نور خورشید همراه است. در این حالت ، به دلیل بزرگ بودن ، حداکثر محلی آلبدو در عرض های استوایی قابل مشاهده است

ابرها و حداقل ها در عرض های جغرافیایی گرمسیری با حداقل پوشش ابر.

تغییرات فصلی آلبدو در نیمکره شمالی (سرزمین اصلی) نسبت به جنوب قابل توجه است ، که به دلیل واکنش حادتر آن به تغییرات فصلی در طبیعت است. این امر خصوصاً در عرض های جغرافیایی معتدل و نیمه قطبی مشهود است ، جایی که در تابستان آلبدو به دلیل پوشش گیاهی سبز پایین می آید و در زمستان به دلیل پوشش برف افزایش می یابد.

آلبدوی سیاره ای زمین نسبت تابش موج کوتاه "بلااستفاده" است که به فضا (همه منعکس شده و بخشی از پراکنده) به کل مقدار تابش خورشید وارد زمین می شود. 30٪ تخمین زده شده است.

آلبدوی زمین. ماده زنده جذب تابش خورشید توسط سطح زمین را افزایش می دهد و باعث کاهش آلبدو نه تنها زمین بلکه اقیانوس می شود. شناخته شده است که پوشش گیاهی زمین به طور قابل توجهی بازتاب تابش خورشید موج کوتاه به فضا را کاهش می دهد. آلبدو جنگل ها ، چمنزارها ، مزارع از 25٪ فراتر نمی رود ، اما بیشتر اوقات با ارقام از 10٪ تا 20٪ تعیین می شود. فقط یک سطح صاف آب با تابش مستقیم و چرنوزم مرطوب (حدود 5٪) آلبدو کمتری دارد. با این حال ، خاک خشک برهنه یا خاک پوشیده از برف همیشه تابش خورشید را بسیار بیشتر از زمانی است که توسط گیاهان محافظت می شود. این اختلاف می تواند به چندین ده درصد برسد. بنابراین برف خشک 85-95 of از تابش خورشید را منعکس می کند ، و یک جنگل در حضور یک پوشش برف پایدار - فقط 40-45. [...]

کمیت بدون بعد که بازتاب بدن یا سیستم اجسام را مشخص می کند. A. عنصر یک سطح بازتابنده - نسبت (در درصد) شدت (تراکم شار) تابش منعکس شده توسط این عنصر به شدت (چگالی شار) تابش که بر روی آن می بارد. این به بازتاب منتشر اشاره دارد. در مورد بازتاب جهت ، شخص نه از A. بلکه از ضریب بازتاب صحبت می کند. در A. انتگرال - برای تابش در کل دامنه طول موج و طیفی آن - برای قسمتهای جداگانه طیف تفاوت وجود دارد. همچنین آلبدوی سطح طبیعی ، آلبدوی زمین را مشاهده کنید. [...]

آلبدو زمین. درصد تشعشعات خورشیدی آزاد شده توسط زمین (همراه با جو) به فضای جهان ، به تابش خورشید دریافت شده در مرز جو. بازگشت تابش خورشید توسط زمین شامل انعکاس از سطح زمین ، پراکندگی تابش مستقیم توسط جو به فضای جهان (پس زدن) و بازتاب از سطح فوقانی ابرها است. A. 3. در قسمت قابل مشاهده طیف (بصری) - حدود 40٪. برای شار انتگرال تابش خورشید ، انتگرال (پرانرژی) A. حدود 35٪ است. در صورت عدم وجود ابر ، A. 3. تصویری حدود 15٪ خواهد بود. [...]

آلبدو مقداری است که انعکاس پذیری سطح بدن را مشخص می کند. نسبت (در)) شار تابش خورشیدی منعکس شده به شار تابش حادثه ای. [...]

آلبدو سطح به رنگ ، زبری ، رطوبت و سایر خصوصیات آن بستگی دارد. آلبدو سطوح آب در ارتفاع خورشید بیش از 60 درجه کمتر از آلبدو زمین است ، زیرا اشعه خورشید با نفوذ به آب ، تا حد زیادی جذب و در آن پراکنده می شود. [...]

آلبدو تمام سطوح ، به ویژه سطوح آب ، به ارتفاع خورشید بستگی دارد: کمترین آلبدو در ساعت ظهر رخ می دهد ، و بیشترین آن - در صبح و عصر. این به دلیل این واقعیت است که در ارتفاع کم خورشید ، نسبت تابش پراکنده در کل تابش افزایش می یابد ، که بیشتر از تابش مستقیم از سطح زیرین خشن منعکس می شود. [...]

ALBEDO مقداری است که بازتابندگی هر سطح را مشخص می کند. A. با نسبت تابش منعکس شده توسط سطح به تابش خورشیدی که به سطح می رسد بیان می شود. به عنوان مثال ، A. chernozem - 0.15 ؛ شن و ماسه - 0.3-0.4؛ میانگین A. زمین - 0.39 ، ماه - 0.07. [...]

بگذارید آلبدو (٪) انواع خاکها ، سنگها و گیاهان را بدهیم (Chudnovsky ، 1959): چرنوزم خشک -14 ، چرنوزم مرطوب - 8 ، خاک خاکستری خشک - 25-30 ، خاک خاکستری مرطوب 10-12 ، خاک رس خشک -23 ، خاک رس مرطوب - 16 ، شن و ماسه سفید و زرد - 30-40 ، گندم بهاره - 10-25 ، گندم زمستانی - 16-23 ، گیاهان سبز -26 ، گیاهان خشک -19 ، پنبه -20-22 ، برنج - 12 ، سیب زمینی - 19. [. ..]

محاسبات دقیق زمین آلبدوی دوره اوایل پلیوسن (6 میلیون سال پیش) نشان داد که در آن زمان آلبدو سطح زمین نیمکره شمالی 0.060 کمتر از نمونه مدرن بود و همانطور که داده های پارئوسلیماتیک نشان می دهد ، این دوره گرمتر و مرطوب تر بود. در عرض های جغرافیایی میانه و بلند اوراسیا و آمریکای شمالی ، پوشش گیاهی با ترکیب گونه غنی تر متمایز شد ، جنگل ها سرزمین های وسیعی را اشغال کردند ، در شمال آنها به سواحل قاره ها رسیدند ، در جنوب مرز آنها عبور کرد جنوب مرز منطقه جنگلی مدرن. [...]

اندازه گیری با متر آلبدو که در ارتفاع 1-2 متری سطح زمین واقع شده است ، امکان تعیین آلبدو مناطق کوچک را فراهم می کند. مقادیر آلبدوی مقاطع دوربرد برای محاسبه تعادل تابش از هواپیما یا ماهواره تعیین می شود. مقادیر معمول آلبدو: خاک مرطوب 5-10، ، چرنوزم 15، ، خاک رس خشک 30، ، شن و ماسه سبک 35-40، ، محصولات زراعی 10-25 g گرم پوشش چمن 20-25، ، جنگل 5-20، ، تازه افتاده برف 70-90٪؛ سطح آب برای تابش مستقیم از 70-80 with با خورشید نزدیک به افق تا 5 with با آفتاب زیاد ، برای تابش پراکنده حدود 10 ؛ ابر بالای 50-65٪. [...]

حداکثر وابستگی به آلبدو مشخصه سطوح طبیعی است که در آن ، همراه با یک انتشار ، بازتاب خاص یا جزئی جزئی مشاهده می شود. اینها سطح آب صاف و کمی آشفته ، یخ ، برف پوشیده از یخ است. [...]

بدیهی است که برای یک آلبدوی مشخص از پراکندگی منفرد ، جذب با افزایش کسری از اشعه منتشر و ضریب پراکندگی متوسط \u200b\u200bافزایش می یابد. برای ابرهای استراتوس ، با افزایش زاویه اوج خورشید ، جذب کاهش می یابد (جدول 9.1) ، از آنجا که آلبدو لایه ابر افزایش می یابد و به دلیل نشانگر پراکندگی رو به جلو قوی ، ضریب پراکندگی متوسط \u200b\u200bتابش منعکس شده ظاهرا کاهش می دهد. این نتیجه با محاسبات سازگار است. برای ابرهای کومولوس ، عکس این قضیه صادق است ، که با این واقعیت توضیح داده می شود که در ابرهای بزرگ کسری از اشعه منتشر به شدت افزایش می یابد. برای Q \u003d 0 ° ، نابرابری Pst (¿1 ، zw + 1)\u003e РСu، rL / + 1) معتبر است ، که به دلیل این واقعیت است که تابش فرار از کناره های ابرهای کومولوس به طور متوسط \u200b\u200bدارای عامل پراکندگی پایین تر در \u003d 60 درجه ، اثر همراه با افزایش کسر متوسط \u200b\u200bتابش منتشر به دلیل کاهش در تعدد پراکندگی متوسط \u200b\u200b، قوی تر از اثر است ؛ بنابراین ، نابرابری مخالف معتبر است. [...]

میانگین آلبدوی فضا با استفاده از تقریب مستقل پیکسل (IDP) محاسبه می شود. معنای تقریب این است که خصوصیات تابش هر پیکسل فقط به ضخامت نوری عمودی آن بستگی دارد و به ضخامت نوری مناطق همسایه بستگی ندارد. این بدان معنی است که ما از اثرات مرتبط با ابعاد پیکسل محدود و انتقال تابش افقی غافل می شویم. [...]

بین آلبدوی انتگرال (انرژی) برای کل شار تابش و آلبدوی طیفی برای مناطق طیف تابشی منفرد ، از جمله آلبدوی بصری برای تابش در منطقه قابل مشاهده از طیف ، تفاوت قائل شوید. از آنجا که آلبدو طیفی برای طول موج های مختلف متفاوت است ، A.E.P به دلیل تغییر طیف تابش با ارتفاع خورشید تغییر می کند. نرخ سالانه A.E.P به تغییر در ماهیت سطح زیرین بستگی دارد. [...]

مشتق 911 / dC اختلاف بین آلبدوهای متوسط \u200b\u200bابرهای استراتوس و کومولوس است که می تواند مثبت یا منفی باشد (شکل 9.5 ، الف را ببینید). [...]

بگذارید تأکید کنیم که در مقادیر رطوبت کم ، آلبدو زمین به شدت تغییر می کند و نوسانات کم محتوای رطوبت قاره ها باید منجر به نوسانات قابل توجهی در آلبدو و از این رو دما شود. افزایش دمای هوای جهانی منجر به افزایش میزان رطوبت آن می شود (جو گرم حاوی بخار آب بیشتری است) و افزایش تبخیر آب های اقیانوس جهانی ، که به نوبه خود به بارندگی در خشکی کمک می کند. افزایش بیشتر دما و رطوبت قاره ها ، توسعه بیشتر پوشش های گیاهی طبیعی را تضمین می کند (به عنوان مثال ، بهره وری از مرطوب جنگل بارانی تایلند 320 سانتیمتر وزن خشک در هکتار و استپ های صحرایی مغولستان - 24 سانتیمتر) است. این به کاهش حتی بیشتر آلبدو در زمین کمک می کند ، مقدار انرژی خورشیدی جذب شده افزایش می یابد ، در نتیجه ، افزایش بیشتر دما و رطوبت رخ می دهد. [...]

با کمک یک سنسور سنج ، می توان آلبدو سطح زمین ، میزان تابش تابش شده از کابین خلبان و ... را نیز به راحتی تعیین کرد. در میان دستگاه های تولید شده در صنعت ، توصیه می شود از پیرانومتر M-80 در همراه با گالوانومتر نشانگر GSA-1. [...]

تأثیر ابری بر زیست کره متنوع است. این آلبدو روی زمین تأثیر می گذارد ، آب را از سطح دریاها و اقیانوس ها به شکل باران ، برف ، تگرگ به زمین منتقل می کند و همچنین شب را مانند پتو زمین را پوشانده و باعث کاهش خنک شدن تشعشع می شود. [.. .]

تعادل تابش می تواند به میزان قابل توجهی بسته به آلبدوی سطح زمین ، یعنی به نسبت انعکاس یافته به انرژی نور خورشیدی ورودی ، بیان شده در کسری از واحد تغییر کند. ذخایر برف و نمک خشک بیشترین میزان آلبدو را دارند (0.8-0.9). مقادیر متوسط \u200b\u200bآلبدو - پوشش گیاهی ؛ کوچکترین - اجسام آب (مخازن و سطوح اشباع شده از آب) - 0.1-0.2. آلبدو بر تأمین نابرابر انرژی خورشیدی به سطوح با کیفیت مختلف کره زمین و هوای مجاور آن تأثیر می گذارد: قطب ها و خط استوا ، زمین و اقیانوس ، قسمتهای مختلف سوشی بسته به ماهیت سطح و غیره [...]

پس از همه ، لازم است که چنین پارامترهای مهم آب و هوایی مانند آلبدو - عملکرد رطوبت را در نظر بگیریم. به عنوان مثال آلبدو باتلاق ها چندین برابر کوچکتر از آلبدو بیابان ها است. و این از داده های ماهواره ای به وضوح قابل مشاهده است ، که براساس آن صحرای صحرا دارای آلبدوی بسیار بالایی است. بنابراین ، معلوم شد که با مرطوب شدن زمین ، بازخورد مثبتی نیز دارد. رطوبت در حال افزایش است ، این سیاره بیشتر گرم می شود ، اقیانوس ها بیشتر تبخیر می شوند ، رطوبت بیشتری روی زمین می بارد و رطوبت دوباره افزایش می یابد. این رابطه مثبت در اقلیم شناسی شناخته شده است. و من قبلاً دومین رابطه مثبت را هنگام تحلیل پویایی نوسانات سطح دریای خزر نامگذاری کردم. [...]

در نوع دوم محاسبه ، فرض بر این بود که درجه وابستگی آلبدو به ذخایر رطوبت زمین 4 برابر کاهش می یابد ، و میزان وابستگی مقدار بارش به دما به نصف کاهش می یابد. معلوم شد که در این حالت سیستم معادلات (4.4.1) دارای راه حلهای بی نظم است. به عبارت دیگر ، تأثیر هرج و مرج قابل توجه است و در طیف گسترده ای از تغییرات در پارامترهای سیستم هیدروکلیماتیک ادامه دارد. [...]

اجازه دهید بیشتر به بررسی اثر پوشش یخ بپردازیم. پس از معرفی داده های تجربی در مورد آلبدو ، بودیکو به معادله مربوط به درجه حرارت به تابش ، اصطلاحی که وابستگی غیرخطی تأثیر پوشش یخ را در نظر می گیرد ، اضافه کرد ، که دلیل این اثر خود تقویت است. [. ..]

پراکندگی چندگانه نقش مهمی در تشکیل میدان تابش در ابرها دارد ، بنابراین ، albedo L و انتقال تابش منتشر (حتی در آن پیکسل هایی که در خارج از ابرها قرار دارند به مقادیر زیادی برسند) (شکل 9.4 ، b ابرها دارای ضخامت های مختلفی هستند که در یک حالت خاص تحقق میدان ابر از 0.033 تا 1.174 کیلومتر متغیر است. میدان تابشی منعکس شده توسط ابر جداگانه در فضا پخش می شود و با زمینه های تابش ابرهای دیگر قبل از رسیدن به همپوشانی دارد صفحه z-AH ، جایی که آلبدو تعیین می شود. از مختصات افقی ، بسیاری از جزئیات پوشانده شده و بازسازی بصری تصویر واقعی توزیع ابرها در فضا از مقادیر شناخته شده آلبدو دشوار است (شکل 9.4 ، a ، ب) بالای قوی ترین ابرها به وضوح قابل مشاهده است ، زیرا در این مورد تأثیرات فوق کافی نیست. دامنه آلبدو از 0.24 تا 0.65 و مقدار متوسط \u200b\u200bآن 0.33 است. [...]

به دلیل پراکندگی چندگانه در سیستم "سطح زیربنای جو" ، تابش پراکنده در مقادیر زیاد آلبدو افزایش می یابد. جدول 2.9 ، با توجه به داده های K. Ya. Kondratyev ، مقادیر شار تابش پراکنده I برای یک آسمان بدون ابر و مقادیر مختلف آلبدوی سطح زیرین داده می شود (/ هکتار \u003d 30 درجه). [. ..]

توضیح دوم مربوط به مخازن است. آنها به عنوان مجتمع هایی که آلبدو سطح طبیعی را تغییر می دهند ، در تعادل انرژی گنجانده می شوند. و این درست است ، با توجه به بزرگ ، ادامه افزایش مناطق مخازن. [...]

تابش منعکس شده از سطح زمین مهمترین م componentلفه تعادل تابش آن است. آلبدوی انتگرال سطوح طبیعی از 5-4٪ برای آبهای عمیق در ارتفاعات خورشید بیش از 50 درجه تا 70-90 for برای برف خشک و تمیز متفاوت است. تمام سطوح طبیعی با وابستگی آلبدو به ارتفاع خورشید مشخص می شوند. بیشترین تغییرات آلبدو از طلوع آفتاب تا ارتفاع آن بیش از افق حدود 30٪ مشاهده می شود. [...]

تصویری کاملاً متفاوت در آن فواصل طیفی مشاهده می شود که در آن ذرات ابر به شدت جذب می شوند و آلبدو پراکندگی منفرد کوچک است (0/5 - 7/7). از آنجا که بخش قابل توجهی از تابش در هر رویداد پراکندگی جذب می شود ، آلبدو ابر عمدتا به دلیل چند عامل پراکندگی اولیه تشکیل می شود و بنابراین ، نسبت به تغییرات شاخص پراکندگی بسیار حساس خواهد بود. وجود یک هسته چگالشی دیگر قادر به تغییر شدید آلبدوی پراکندگی منفرد نیست. به همین دلیل ، اثر اینداتریکس آئروسل در طول موج 75/3 میکرومتر غالب است ، و آلبدوی طیفی ابرها حدوداً یک عامل 2 افزایش می یابد (جدول 5.2). برای برخی از طول های اراده ، اثر ناشی از جذب توسط آئروسل دود می تواند با توجه به کاهش اندازه قطرات ابر ، اثر را به طور دقیق جبران کند و آلبدو تغییر نخواهد کرد. [...]

روش OUVR ، همانطور که دیدیم ، دارای تعدادی معایب مرتبط با اثر آئروسل و نیاز به معرفی اصلاحات برای آلبدو تروپوسفر و سطح زیرین است. یکی از محدودیت های اساسی روش ، عدم امکان کسب اطلاعات از مناطقی از جو است که توسط خورشید روشن نشده است. روش مشاهده تابش ذاتی ازن در باند 9.6 میکرومتر فاقد این اشکال است. از نظر فنی ، این روش ساده تر است و امکان اندازه گیری از راه دور در نیمکره های شبانه روز و هر منطقه جغرافیایی را فراهم می کند. تفسیر نتایج به این معنا ساده است که می توان از فرآیندهای پراکندگی و اثر تابش مستقیم خورشید در منطقه طیفی مورد بررسی غافل شد. از نظر ایدئولوژیکی ، این روش متعلق به روشهای کلاسیک مشکلات معکوس هواشناسی ماهواره ای در محدوده IR است. مبنای حل چنین مشکلاتی معادله انتقال تابش است که قبلاً در اخترفیزیک استفاده می شد. صحنه سازی و خصوصیات عمومی مشکلات صدای هواشناسی و جنبه های ریاضیاتی این راه حل در مونوگرافی اساسی K. Ya. Kondrat'ev و Yu. M. Timofeev وجود دارد. [...]

UKR برای کل زمین ، به صورت درصدی از ورود تابش خورشید به مرز فوقانی جو بیان می شود ، آلبدوی زمین یا آلبدوی سیاره ای (زمین) نامیده می شود. [...]

[ ...]

درست است ، کاهش محتوای بخار آب نیز به معنای کاهش ابر است و ابرها به عنوان اصلی ترین عامل افزایش آلبدو زمین عمل می کنند و یا در صورت کاهش ابر باعث کاهش آن می شوند [...]

همچنین در مورد فرآیندهای تجزیه نوری (O2 ، NO2 ، H2O2 و غیره) ، به عنوان مثال ، در مقاطع جذبی و بازده کوانتومی و همچنین نقش پراکندگی نور آئروسل و آلبدو در فرآیند تجزیه ، داده های دقیق تری نیز مورد نیاز است. تنوع بخش طیف خورشیدی با طول موج کوتاه نیز با زمان است علاقه زیاد.[ ...]

توجه به این نکته مهم است که فیتوپلانکتون در طول موج های تابش خورشید λ\u003e 0.7 میکرومتر نسبت به ل کوتاهتر (Lqv 0.1) دارای بازتاب بالاتر (Lqv 0.5) است. چنین تغییر طیفی آلبدو با نیاز به جلبک ها ، از یک طرف ، برای جذب تابش فعال فتوسنتزی (شکل 2.29) و از طرف دیگر ، برای کاهش گرمازدگی همراه است. مورد دوم در نتیجه بازتاب تابش با طول موج طولانی تر توسط فیتوپلانکتون حاصل می شود. می توان فرض کرد که فرمول های ارائه شده در بخش 2.2 برای محاسبه پارامترهای شار حرارتی مانند تابش ورودی و خروجی ، تابش و آلبدو نیز مناسب است ، به شرطی که داده های مربوط به هکتار و سایر عناصر هواشناسی نیز دارای رزولوشن زمان بیشتری باشند ( با یک گام زمان کوتاهتر به دست می آید). [...]

از یک فرض منطقی از نظر جسمی در مورد افزایش غلظت بخار آب با افزایش دما ، نتیجه می شود که می توان انتظار افزایش محتوای آب را داشت ، افزایش آن منجر به افزایش آلبدو ابرها می شود ، اما تأثیر کمی بر روی آنها دارد تابش موج بلند ، به استثنای ابرهای سیروس ، که کاملاً سیاه نیستند. این امر باعث کاهش حرارت جو و سطح توسط تابش خورشید و در نتیجه دما می شود و نمونه ای از بازخورد منفی تابش ابر را فراهم می کند. برآورد مقدار پارامتر X این بازخورد در محدوده وسیعی از 0 تا 1.9 W-m 2-K 1 متفاوت است. لازم به ذکر است که توصیف ناکافی کافی از خصوصیات فیزیکی ، نوری و تابشی ابرها و همچنین غفلت از ناهمگنی فضایی آنها ، یکی از اصلی ترین منابع عدم اطمینان در تحقیق در مورد مسئله تغییر آب و هوای جهانی است. [.. .]

عامل دیگری که نادیده گرفته شده است این است که آئروسل خارج شده می تواند به میزان قابل توجهی تشعشع خورشید را که باعث ازن در جو می شود ، کاهش دهد. افزایش آلبدو به دلیل افزایش محتوای آئروسل در استراتوسفر باید منجر به کاهش دما شود ، که سرعت بازیافت ازن را کند می کند. در اینجا ، لازم است محاسبات دقیق با مدلهای مختلف آئروسل انجام شود ، زیرا بسیاری از آئروسل ها به طور محسوسی تابش خورشید را جذب می کنند ، و این منجر به گرم شدن جو می شود. [...]

پیش بینی می شود که افزایش محتوای CO2 در جو 60٪ از سطح فعلی ممکن است باعث افزایش درجه حرارت سطح زمین به میزان 1.2-2.0 درجه سانتیگراد شود. وجود بازخورد بین پوشش برف ، آلبدو و دمای سطح باید منجر به این واقعیت شود که تغییرات دما می تواند حتی بیشتر شود و باعث تغییرات ریشه ای آب و هوا در کره زمین با عواقب غیر قابل پیش بینی شود.

بگذارید یک شار تابش خورشیدی واحد در مرز بالایی لایه ابر در صفحه X01 سقوط کند: و cp0 \u003d 0 زاویه های اوج و ذره ذره خورشید هستند. در منطقه قابل مشاهده از طیف ، پراکندگی نور ریلی و آئروسل را می توان نادیده گرفت. آلبدوی سطح زیرین برابر است با صفر ، که تقریباً مربوط به آلبدو اقیانوس است. محاسبات مشخصات آماری زمینه تابش خورشید قابل مشاهده ، که در آلبدوهای غیر صفر سطح زیرین لمبرت انجام می شود ، به ویژه در متن ذکر شده است. شاخص پراکندگی طبق تئوری Mie برای یک ابر مدل Cx [1] و طول موج 0.69 میکرومتر محاسبه می شود. قسمت ابر توسط مجموعه ای از پوآسیان در نقاط ایجاد می شود. [...]

مکانیسم فیزیکی بی ثباتی در این واقعیت نهفته است که میزان تجمع ذخایر رطوبت زمین به دلیل بارش بیش از میزان کاهش آنها در اثر رواناب رودخانه است و افزایش رطوبت زمین ، همانطور که در بالا نشان داده شده است ، باعث کاهش زمین می شود. albedo ، و سپس یک بازخورد مثبت تحقق می یابد ، که منجر به بی ثباتی آب و هوا می شود. در اصل ، این بدان معنی است که زمین دائماً در حال خنک شدن بیش از حد (عصر یخبندان ، خنک شدن آب و هوا) یا گرم شدن بیش از حد (گرم شدن و مرطوب شدن آب و هوا ، افزایش رشد گیاهان - رژیم زمین "مرطوب و سبز") است .. [. ..]

باید در نظر داشت که دقت برآورد هر دو اثر گلخانه به طور کلی و اجزای آن هنوز مطلق نیست. به عنوان مثال مشخص نیست که چگونه می توان نقش گلخانه ای بخار آب را که با تشکیل ابرها به یک عامل قدرتمند در افزایش آلبدو زمین تبدیل می شود ، با دقت در نظر گرفت. ازن استراتوسفری نه چندان زیاد گاز گلخانه ای است بلکه یک گاز ضد گلخانه است ، زیرا حدود 3٪ تابش خورشیدی ورودی را منعکس می کند. گرد و غبار و سایر آئروسل ها ، به ویژه ترکیبات گوگردی ، گرمای سطح زمین و جو کمتر را تضعیف می کنند ، اگرچه برای تعادل گرمایی مناطق بیابانی نقش مخالف دارند. [...]

بنابراین ، جذب و انعکاس تابش خورشید توسط ذرات آئروسل منجر به تغییر در ویژگی های تابش جو ، سرد شدن سطح زمین می شود. گردش خون در مقیاس کلان و متوسط \u200b\u200bرا تحت تأثیر قرار خواهد داد. ظاهر هسته های متراکم متعدد بر تشکیل ابرها و بارش تأثیر می گذارد. آلبدو سطح زمین تغییر خواهد کرد. تبخیر آب از اقیانوس ها در حضور هجوم هوای سرد از قاره ها باعث بارندگی شدید در مناطق ساحلی و قاره ها می شود. منبع انرژی قادر به ایجاد طوفان ، گرمای تبخیر خواهد بود. [...]

هنگام حل معادله حمل و نقل سه بعدی ، از شرایط مرزی دوره ای استفاده شد ، که لایه 0 را فرض می کند [...]

لایه سطحی تروپوسفر بیشتر تحت تأثیر تأثیرات انسانی قرار دارد که نوع اصلی آن آلودگی هوای شیمیایی و حرارتی است. دمای هوا به شدت تحت تأثیر شهرنشینی قلمرو است. اختلاف دما بین قلمرو شهرنشینی و مناطق توسعه نیافته اطراف آن با اندازه شهر ، تراکم ساختمان و شرایط سینوپتیک ارتباط دارد. تمایل به افزایش دما در هر شهر کوچک و بزرگ وجود دارد. برای شهرهای بزرگ منطقه معتدل ، کنتراست دمایی بین شهر و حومه 1-3 درجه سانتیگراد است. در شهرها ، آلبدو سطح زیرین (نسبت تابش منعکس به کل) در نتیجه ظاهر کاهش می یابد از ساختمان ها ، سازه ها ، پوشش های مصنوعی ، در اینجا تابش خورشید با شدت بیشتری جذب می شود ، توسط سازه ها جمع می شود ساختمانها گرما را در طول روز جذب می کنند و آن را در شب و شب در جو آزاد می کنند. مصرف گرما برای تبخیر کاهش می یابد ، زیرا مناطق با پوشش خاک باز ، اشغال شده توسط فضای سبز ، کاهش می یابد ، و حذف سریع بارش جوی توسط سیستم های تخلیه آب باران اجازه ایجاد ذخیره رطوبت در خاک و اجسام آب سطحی را نمی دهد. توسعه شهری منجر به تشکیل مناطق هوایی راکد می شود که منجر به گرم شدن بیش از حد آن می شود ؛ همچنین به دلیل افزایش محتوای ناخالصی های شرکت های صنعتی و حمل و نقل ، شفافیت هوا در شهر نیز تغییر می کند. در شهر ، تابش کل خورشید و همچنین تابش اشعه مادون قرمز سطح زمین کاهش می یابد ، که همراه با انتقال حرارت ساختمان ها ، منجر به ظهور "اثر گلخانه ای" محلی می شود ، یعنی شهر "پوشیده شده" با پتوی گازهای گلخانه ای و ذرات آئروسل. تحت تأثیر توسعه شهری ، میزان بارندگی تغییر می کند. عامل اصلی این امر کاهش اساسی نفوذ پذیری رسوبات سطح زیرین و ایجاد شبکه هایی برای هدایت رواناب های سطحی از شهر است. مقدار زیادی از سوخت های هیدروکربن احتراق از اهمیت زیادی برخوردار است. در قلمرو شهر در فصل گرم ، مقادیر رطوبت مطلق و عکس عکس در فصل سرما کاهش می یابد - در داخل شهر رطوبت بالاتر از خارج از شهر است. [...]

بیایید برخی از خصوصیات اساسی سیستم های پیچیده را در نظر بگیریم ، با در نظر گرفتن متعارف بودن اصطلاح "پیچیده". یکی از ویژگیهای اصلی یک سیستم ، ما را مجبور می کند که آن را به عنوان یک شی independent مستقل در نظر بگیریم ، این است که این سیستم همیشه چیزی بیشتر از مجموع عناصر تشکیل دهنده آن است. این امر به این دلیل است که مهمترین خصوصیات سیستم به ماهیت و تعداد اتصالات بین عناصر بستگی دارد ، که به سیستم این امکان را می دهد تا به موقع حالت خود را تغییر دهد ، تا نسبتاً متنوع به تأثیرات خارجی پاسخ دهد. تنوع اتصالات به این معنی است که اتصالات "وزن یا قدرت" متفاوت وجود دارد. علاوه بر این ، بازخورد در سیستم با ایجاد می شود علائم مختلف اقدامات - مثبت و منفی. عناصر یا زیر سیستم های متصل به بازخورد مثبت ، اگر محدود به اتصالات دیگر نباشند ، متقابلاً یکدیگر را تقویت می کنند و بی ثباتی در سیستم ایجاد می کنند. به عنوان مثال ، افزایش میانگین دما در زمین منجر به ذوب قطب و یخ کوه، کاهش آلبدو و جذب انرژی بیشتر از خورشید. این باعث افزایش بیشتر دما ، کاهش سریع در یخچال های طبیعی - بازتابنده انرژی تابشی خورشید و غیره می شود. اگر عوامل متعدد دیگری روی دمای متوسط \u200b\u200bسطح سیاره تأثیر نگذارند ، زمین فقط می تواند وجود داشته باشد یا به عنوان "یخ" ، تقریباً تمام تابش خورشید را منعکس می کند ، یا به عنوان یک سیاره داغ مانند زهره ، بی روح.