Albedo snijega. Albedo raznih površina. Albedo u realističnom prikazu

Ukupna radijacija koja dopire do Zemljine površine nije u potpunosti apsorbirana, već se djelomično reflektira od Zemlje. Stoga je pri proračunu dolaska sunčeve energije za neko mjesto potrebno uzeti u obzir refleksivnost zemljine površine. Do refleksije zračenja dolazi i od površine oblaka. Omjer ukupnog toka kratkovalnog zračenja Rk reflektiranog od određene površine u svim smjerovima i toka zračenja Q koji pada na tu površinu naziva se albedo(A) dana površina. Ova vrijednost

pokazuje koliko se energije zračenja koja pada na površinu reflektira od nje. Albedo se često izražava kao postotak. Zatim

(1.3)

U tablici. 1.5 daje vrijednosti albeda za različite tipove zemljine površine. Iz podataka u tablici. 1.5 pokazuje da svježe napadali snijeg ima najveću refleksiju. U pojedinim slučajevima uočen je albedo snijega do 87%, au uvjetima Arktika i Antarktika i do 95%. Nabijeni, otopljeni i još više onečišćeni snijeg reflektira mnogo manje. Albedo raznih tala i vegetacije, kako slijedi iz tablice. 4, razlikuju se relativno malo. Brojna istraživanja pokazala su da se albedo često mijenja tijekom dana.

Najveće vrijednosti albeda opažene su ujutro i navečer. To se objašnjava činjenicom da reflektivnost hrapavih površina ovisi o kutu upada sunčeve svjetlosti. S okomitim padom, sunčeve zrake prodiru dublje u vegetacijski pokrov i tamo se apsorbiraju. Na maloj visini sunca zrake slabije prodiru u vegetaciju, a više se odbijaju od njezine površine. Albedo vodenih površina u prosjeku je manji od albeda kopnene površine. To se objašnjava činjenicom da sunčeve zrake (kratkovalni zeleno-plavi dio sunčevog spektra) u velikoj mjeri prodiru u za njih prozirne gornje slojeve vode, gdje se raspršuju i upijaju. S tim u vezi, stupanj njegove zamućenosti utječe na refleksivnost vode.

Tablica br. 1.5

Za onečišćenu i zamućenu vodu, albedo se značajno povećava. Za raspršeno zračenje, albedo vode je u prosjeku oko 8-10%. Za izravno sunčevo zračenje albedo vodene površine ovisi o visini sunca: sa smanjenjem visine sunca vrijednost albeda raste. Dakle, uz samu učestalost zraka, samo oko 2-5% se reflektira. Kada je sunce nisko iznad horizonta, reflektira se 30-70%. Reflektivnost oblaka je vrlo visoka. Prosječni albedo oblaka je oko 80%. Poznavajući vrijednost albeda površine i vrijednost ukupnog zračenja, moguće je odrediti količinu zračenja koju određena površina apsorbira. Ako je A albedo, tada je vrijednost a \u003d (1-A) koeficijent apsorpcije dane površine, koji pokazuje koji dio zračenja koje pada na tu površinu ona apsorbira.

Na primjer, ako ukupni tok zračenja Q = 1,2 cal / cm 2 min padne na površinu zelene trave (A \u003d 26%), tada će postotak apsorbiranog zračenja biti

Q \u003d 1 - A \u003d 1 - 0,26 \u003d 0,74, ili a \u003d 74%,

i količinu apsorbiranog zračenja

B apsorbirati \u003d Q (1 - A) \u003d 1,2 0,74 \u003d 0,89 cal / cm2 min.

Albedo površine vode jako ovisi o upadnom kutu sunčevih zraka, budući da čista voda reflektira svjetlost prema Fresnelovom zakonu.

Gdje Z P – zenitnog kuta sunca Z 0 je kut loma sunčevih zraka.

Na položaju Sunca u zenitu, albedo površine mirnog mora je 0,02. S povećanjem zenitnog kuta Sunca Z P albedo raste i dostiže 0,35 at Z P\u003d 85. Uzbuđenje mora dovodi do promjene Z P , i značajno smanjuje raspon vrijednosti albeda, budući da se povećava u velikoj mjeri Z n zbog povećanja vjerojatnosti udara zraka o nagnutu valnu površinu.Uzbuđenje utječe na refleksivnost ne samo zbog nagiba valne površine u odnosu na sunčeve zrake, već i zbog stvaranja mjehurića zraka u vodi. Ovi mjehurići u velikoj mjeri raspršuju svjetlost, povećavajući difuzno zračenje koje izlazi iz mora. Stoga se za vrijeme visokih morskih valova pri pojavi pjene i janjaca albedo povećava pod utjecajem oba faktora.Raspršeno zračenje ulazi u površinu vode pod različitim kutovima.nebo bez oblaka. Ovisi i o rasporedu oblaka na nebu. Stoga albedo površine mora za difuzno zračenje nije konstantan. Ali granice njegovih kolebanja su uže 1 od 0,05 do 0,11.Slijedom toga, albedo površine vode za ukupno zračenje varira ovisno o visini Sunca, omjeru između izravnog i raspršenog zračenja, površinskim valovima mora.Treba imati na umu imajući na umu da su sjeverni dijelovi oceana jako prekriveni morskim ledom. U tom slučaju treba uzeti u obzir i albedo leda. Kao što znate, značajna područja zemljine površine, posebno u srednjim i visokim geografskim širinama, prekrivena su oblacima koji jako odbijaju sunčevo zračenje. Stoga je poznavanje albeda oblaka od velikog interesa. Posebna mjerenja albeda oblaka provedena su uz pomoć zrakoplova i balona. Pokazali su da albedo oblaka ovisi o njihovom obliku i debljini.Albedo altokumulusa i stratokumulusa ima najveće vrijednosti.oblaci Cu - Sc - oko 50%.

Najpotpuniji podaci o albedu oblaka dobiveni su u Ukrajini. Ovisnost albeda i prijenosne funkcije p o debljini oblaka, koja je rezultat sistematizacije mjernih podataka, data je u tablici. 1.6. Kao što se može vidjeti, povećanje debljine oblaka dovodi do povećanja albeda i smanjenja prijenosne funkcije.

Prosječni albedo za oblake Sv s prosječnom debljinom od 430 m iznosi 73%, za oblake SS pri prosječnoj debljini od 350 m - 66%, a prijenosne funkcije za ove oblake su 21 odnosno 26%.

Albedo oblaka ovisi o albedu zemljine površine. r 3 nad kojim se nalazi oblak. S fizičkog gledišta jasno je da što više r 3 , veći je tok reflektiranog zračenja koje prolazi prema gore kroz gornju granicu oblaka. Budući da je albedo omjer ovog toka i nadolazećeg, povećanje albeda zemljine površine dovodi do povećanja albeda oblaka. Proučavanje svojstava oblaka da reflektiraju sunčevo zračenje provedeno je pomoću umjetnih Zemljinih satelita mjerenjem svjetline oblaka. Prosječne vrijednosti albeda oblaka dobivene iz ovih podataka dane su u tablici 1.7.

Tablica 1.7 - Prosječne vrijednosti albeda oblaka različitih oblika

Prema tim podacima, albedo oblaka kreće se od 29 do 86%. Zanimljiva je činjenica da cirusi imaju mali albedo u usporedbi s drugim oblicima oblaka (s iznimkom kumulusa). Samo cirostratusni oblaci, koji su deblji, u velikoj mjeri reflektiraju sunčevo zračenje (r= 74%).

Lambertov (pravi, ravni) albedo

Pravi ili ravni albedo je difuzna refleksija, odnosno omjer svjetlosnog toka raspršenog elementom ravne površine u svim smjerovima i toka koji pada na taj element.
U slučaju osvjetljenja i promatranja normalno na površinu naziva se pravi albedo normalan .

Normalni albedo čistog snijega je ~0,9, ugljena ~0,04.

geometrijski albedo

Geometrijski optički albedo Mjeseca je 0,12, a Zemljin 0,367.

Bondov (sferni) albedo

Zaklada Wikimedia. 2010. godine.

Sinonimi:

Pogledajte što je "Albedo" u drugim rječnicima:

ALBEDO je udio svjetlosti ili drugog zračenja reflektiranog od površine. Idealni reflektor ima albedo 1, dok pravi reflektor ima manji broj. Albedo snijega kreće se od 0,45 do 0,90; albedo Zemlje, od umjetnih satelita, ... ... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik

- (arap.). Izraz u fotometriji koji označava koliki dio svjetlosnih zraka određena površina odbija. Rječnik stranih riječi uključenih u ruski jezik. Chudinov A.N., 1910. albedo (lat. albus svjetlost) vrijednost koja karakterizira ... ... Rječnik stranih riječi ruskog jezika

ALBEDO- (kasnolat. albedo, od lat. albus bijel), vrijednost koja karakterizira omjer između toka sunčevog zračenja koje pada na različite objekte, tlo ili snježni pokrivač, i količine tog zračenja koju oni apsorbiraju ili reflektiraju; ... ... Ekološki rječnik

- (od kasnog latinskog albedo bjelina) vrijednost koja karakterizira sposobnost površine da reflektira tok elektromagnetskog zračenja ili čestica koje padaju na nju. Albedo je jednak omjeru reflektiranog i upadnog toka. U astronomiji, važna karakteristika ... ... Veliki enciklopedijski rječnik

albedo- nekl. albedo m. lat. albedo. bijela. 1906. Leksik. Unutarnji bijeli sloj kore citrusa. Industrija hrane. Lex. Brogg: albedo; SIS 1937: albe/prije … Povijesni rječnik galicizama ruskog jezika

albedo- Karakteristika refleksije površine tijela; određuje se omjerom svjetlosnog toka reflektiranog (raspršenog) ovom površinom i svjetlosnog toka koji pada na nju [Terminološki rječnik za građevinarstvo na 12 jezika ... ... Tehnički prevoditeljski priručnik

albedo- Omjer sunčevog zračenja reflektiranog od površine zemlje i intenziteta zračenja koje pada na nju, izraženo u postocima ili decimalnim razlomcima (prosječni albedo Zemlje je 33%, odnosno 0,33). → sl. 5 … Geografski rječnik

- (od kasnolat. albedo bjelina), vrijednost koja karakterizira sposobnost površine da. tijelo da reflektira (rasprši) zračenje koje pada na njega. Postoje pravi, ili Lambertian, A., koji se podudaraju s koeficijentom. difuzna (raspršena) refleksija, i ... ... Fizička enciklopedija

Postoj., broj sinonima: 1 karakteristika (9) ASIS sinonimski rječnik. V.N. Trishin. 2013 ... Rječnik sinonima

Vrijednost koja karakterizira refleksivnost bilo koje površine; izraženo omjerom zračenja reflektiranog od površine i sunčevog zračenja koje je stiglo na površinu (za černozem 0,15; pijesak 0,3 0,4; prosječno A. Zemlja 0,39; Mjesec 0,07) ... ... Rječnik poslovnih pojmova

ALBEDO

ALBEDO (kasnolat. albedo, od lat. albus - bijel), veličina koja karakterizira omjer između toka sunčevog zračenja koje pada na razne objekte, tlo ili snježni pokrivač, i količine tog zračenja koju oni apsorbiraju ili reflektiraju; odražavati. sposobnost površine tijela. Najviši albedo (0,8-0,4) ima suhi snijeg, naslage soli, prosjek - vegetacija, najmanji - vodena tijela (0,1-0,2).

Ekološki enciklopedijski rječnik. - Kišinjev: Glavno izdanje Moldavske sovjetske enciklopedije. I.I. djed. 1989. godine

Albedo (od lat. albedo - bjelina) - omjer količine energije reflektiranog zračenja i energije koja pada na površinu tijela. Albedo (cijelog spektra u cjelini) šumskih zajednica varira, na primjer, unutar 10-15%. oženiti se svjetlosni način rada.

Ekološki rječnik. - Alma-Ata: "Znanost". B.A. Bykov. 1983. godine

ALBEDO [od lat. albus - svjetlo] - vrijednost koja karakterizira refleksivnost bilo koje površine; Izražava se kao omjer zračenja koje reflektira površina i sunčevog zračenja koje dolazi na površinu. Na primjer, A. černozem - 0,15; pijesak 0,3-0,4; prosječna A. Zemlje - 0,39; Mjeseci - 0,07.

Ekološki rječnik, 2001

Sinonimi:

ALELELOGEN

Pogledajte što je "ALBEDO" u drugim rječnicima:

Planeti i neki patuljasti planeti Sunčevog sustava Planet Geometrijski albedo Sferični albedo Merkur 0,106 0,119 Venera 0,65 0,76 Zemlja 0,367 0,39 Mars 0,15 0,16 Jupiter 0,52 0,343 Saturn 0,47 0,342 Uran 0,51 0, 3 ... Wiki pedija

Postoj., broj sinonima: 1 karakteristika (9) ASIS sinonimski rječnik. V.N. Trishin. 2013 ... Rječnik sinonima

knjige

Enciklopedijski rječnik jednog školarca,. Što je Zemljin albedo? Nastavlja li se evolucija i danas? Vidite li solarnu koronu? Kada su nastali prvi brodovi? Kako je uređen ljudski mozak? Koji vlak ima brzinu od...

Albedo Zemlje. Živa tvar povećava apsorpciju sunčevog zračenja od strane zemljine površine, smanjujući albedo ne samo kopna, već i oceana. Kopnena vegetacija, kao što je poznato, značajno smanjuje refleksiju kratkovalnog sunčevog zračenja u svemir. Albedo šuma, livada, polja ne prelazi 25%, ali se češće određuje brojkama od 10% do 20%. Manji albedo ima samo glatka vodena površina s izravnim zračenjem i vlažan černozem (oko 5%), no golo osušeno tlo ili snijegom prekriveno tlo uvijek reflektiraju mnogo više sunčevog zračenja nego kada su zaštićeni vegetacijom. Razlika može doseći nekoliko desetaka postotaka. Dakle, suhi snijeg odbija 85-95% sunčevog zračenja, a šuma u prisustvu stabilnog snježnog pokrivača - samo 40-45%.[ ...]

Bezdimenzionalna veličina koja karakterizira refleksivnost tijela ili sustava tijela. A. element reflektirajuće površine - omjer (u postocima) intenziteta (gustoće toka) zračenja koje reflektira ovaj element i intenziteta (gustoće toka) zračenja koje pada na njega. Ovo se odnosi na difuznu refleksiju; kod usmjerene refleksije ne govori se o A., nego o koeficijentu refleksije. Razlikuju se integralni A - za zračenje u cijelom području njegovih valnih duljina i spektralni A - za pojedine dijelove spektra. Vidi također albedo prirodne površine, albedo Zemlje.[ ...]

ZEMLJA ALBEDO. Postotak sunčevog zračenja koje zemaljska kugla (zajedno s atmosferom) ispušta natrag u svjetski prostor, sunčevom zračenju koje ulazi u granicu atmosfere. Povrat Sunčevog zračenja od Zemlje sastoji se od refleksije od Zemljine površine, raspršenja izravnog zračenja atmosferom u svjetski prostor (backscattering) i refleksije od gornje površine oblaka. A. 3. u vidljivom dijelu spektra (vizualno) – oko 40%. Za integralni tok Sunčevog zračenja integral (energija) A. 3. iznosi oko 35%. U nedostatku oblaka, vizualni A. 3. bio bi oko 15%.[ ...]

Albedo je vrijednost koja karakterizira refleksivnost površine tijela; omjer (u %) reflektiranog toka sunčevog zračenja i toka upadnog zračenja.[ ...]

Albedo površine ovisi o njezinoj boji, hrapavosti, vlažnosti i drugim svojstvima. Albedo vodenih površina na solarnoj visini iznad 60° manji je od albeda kopna, budući da se sunčeve zrake, prodirući u vodu, u velikoj mjeri apsorbiraju i raspršuju u njoj.[ ...]

Albedo svih površina, a posebno vodenih, ovisi o visini Sunca: najmanji albedo javlja se u podne, najveći - ujutro i navečer. To je zbog činjenice da se na maloj visini Sunca povećava udio raspršenog zračenja u sastavu ukupnog zračenja, koje se u većoj mjeri reflektira od hrapave podložne površine nego izravno zračenje.[ ...]

ALBEDO je vrijednost koja karakterizira refleksivnost bilo koje površine. A. se izražava kao omjer zračenja koje reflektira površina i sunčevog zračenja koje dolazi na površinu. Na primjer, A. černozem - 0,15; pijesak - 0,3-0,4; prosječno A. Zemlja - 0,39, Mjesec - 0,07.[ ...]

Ovdje je albedo (%) različitih tala, stijena i vegetacijskog pokrova (Chudnovsky, 1959): suhi černozem -14, vlažni černozem - 8, suhi sierozem - 25-30, mokri sierozem 10-12, suha glina -23, mokar glina - 16, bijeli i žuti pijesak - 30-40, proljetna pšenica - 10-25, ozima pšenica - 16-23, zelena trava -26, osušena trava -19, pamuk -20-22, riža - 12, krumpir - 19 [...]

Pažljivi izračuni kopnenog albeda rane pliocenske epohe (prije 6 milijuna godina) pokazali su da je u to vrijeme albedo kopnene površine sjeverne hemisfere bio 0,060 manji od modernog i, kao što svjedoče paleoklimatski podaci, klima ova je epoha bila toplija i vlažnija; u srednjim i visokim geografskim širinama Euroazije i Sjeverne Amerike, vegetacijski pokrov bio je bogatiji u sastavu vrsta, šume su zauzimale ogromne teritorije, na sjeveru su dosegle obale kontinenata, na jugu je njihova granica prolazila južno od granice moderne šume zona.[ ...]

Mjerenja pomoću albedometara smještenih na visini od 1-2 m iznad površine zemlje omogućuju određivanje albeda malih površina. Vrijednosti albeda dugih dionica koje se koriste u izračunima ravnoteže zračenja određuju se iz zrakoplova ili satelita. Tipične vrijednosti albeda: vlažno tlo 5-10%, černozem 15%, suho glineno tlo 30%, lagani pijesak 35-40%, poljski usjevi 10-25%, travnati pokrivač 20-25%, šuma - 5-20%, svježe pali snijeg 70-90%; površina vode za izravno zračenje od 70-80% kod sunca blizu horizonta do 5% kod visokog sunca, za difuzno zračenje oko 10%; gornja površina oblaka 50-65%.[ ...]

Najveća ovisnost albeda opaža se na prirodnim površinama, na kojima se uz difuznu refleksiju opaža potpuna ili djelomična zrcalna refleksija. To su glatke i lagano uzburkane vodene površine, led, snijeg prekriven infuzom.[ ...]

Očito je da će za dati pojedinačni albedo raspršenja apsorpcija rasti s povećanjem udjela difuznog zračenja i prosječne višestrukosti raspršenja. Za stratusne oblake, s povećanjem zenitnog kuta Sunca, apsorpcija se smanjuje (tablica 9.1), budući da albedo sloja oblaka raste i, očito, prosječna višestrukost raspršenja reflektiranog zračenja opada zbog snažnog širenja naprijed raspršena indikatrisa. Ovaj rezultat je u skladu s izračunima. Za kumulusne oblake vrijedi obrnuti odnos, što se objašnjava činjenicom da kod velikih oblaka udio difuznog zračenja naglo raste. Za Q=0° vrijedi nejednakost Pst (¿1, zw+1) > RSu, r/+1), što je posljedica činjenice da zračenje koje izlazi kroz strane kumulusa ima u prosjeku manja višestrukost raspršenja. Na = 60°, učinak povezan s povećanjem prosječnog udjela difuznog zračenja je jači od učinka zbog smanjenja prosječnog višestrukog raspršenja, tako da je obrnuta nejednakost točna.[ ...]

Nezavisna aproksimacija piksela (IPP) koristi se za izračunavanje prostorno prosječnog albeda. Značenje aproksimacije je da svojstva zračenja svakog piksela ovise samo o njegovoj vertikalnoj optičkoj debljini i ne ovise o optičkoj debljini susjednih područja. To znači da zanemarujemo učinke povezane s konačnim dimenzijama piksela i horizontalnim prijenosom zračenja.[ ...]

Razlikuju se integralni (energetski) albedo za cjelokupni tok zračenja i spektralni albedo za pojedine spektralne dijelove zračenja, uključujući i vizualni albedo za zračenje u vidljivom području spektra. Budući da je spektralni albedo različit za različite valne duljine, A.E.P. se mijenja s visinom sunca zbog promjene u spektru zračenja. Godišnji tijek A.E.P.-a ovisi o promjenama u prirodi temeljne površine.[ ...]

Derivacija 911/dC je razlika između prosječnog albeda stratusnih i kumulusnih oblaka, koja može biti pozitivna ili negativna (vidi sl. 9.5, a).[ ...]

Naglašavamo da se pri niskim vrijednostima vlažnosti albedo kopna najoštrije mijenja, a male fluktuacije u sadržaju vlage na kontinentima trebale bi dovesti do značajnih fluktuacija albeda, a posljedično i temperature. Povećanje globalne temperature zraka dovodi do povećanja sadržaja vlage u njemu (topla atmosfera sadrži više vodene pare) i do povećanja isparavanja voda Svjetskog oceana, što zauzvrat pridonosi padalinama na kopnu. Daljnji porast temperature i vlažnosti kontinenata osigurava pojačani razvoj prirodnog vegetacijskog pokrova (na primjer, produktivnost tropskih kišnih šuma u Tajlandu iznosi 320 centnera suhe težine po 1 ha, a pustinjske stepe Mongolije - 24 centnera). To pridonosi još većem smanjenju albeda kopna, povećava se količina apsorbirane sunčeve energije, posljedično dolazi do daljnjeg povećanja temperature i vlažnosti.[ ...]

Pomoću piranometra također možete jednostavno odrediti albedo zemljine površine, količinu zračenja koja izlazi iz kabine itd. Od instrumenata proizvedenih u industriji preporuča se koristiti piranometar M-80 uparen s GSA-1 pokazivački galvanometar.[ ...]

Utjecaj naoblake na biosferu je raznolik. Utječe na Zemljin albedo, prenosi vodu s površine mora i oceana na kopno u obliku kiše, snijega, tuče, a također prekriva Zemlju noću poput deke, smanjujući njezino radijacijsko hlađenje.[ ...]

Bilanca zračenja može značajno varirati ovisno o albedu zemljine površine, odnosno o omjeru reflektirane i ulazne solarne svjetlosne energije, izraženom u dijelovima jedinice. Suhi snijeg i naslage soli imaju najveći albedo (0,8-0,9); prosječne vrijednosti albeda - vegetacija; najmanja - vodna tijela (akumulacije i površine zasićene vodom) - 0,1-0,2. Albedo utječe na nejednaku opskrbu Sunčevom energijom različito kvalitetnih površina Zemlje i zraka uz nju: polova i ekvatora, kopna i oceana, raznih dijelova kopna, ovisno o prirodi površine itd.[ ...]

Uostalom, potrebno je uzeti u obzir tako važne klimatske parametre kao što je albedo - funkcija vlažnosti. Albedo močvara je, na primjer, nekoliko puta manji od albeda pustinja. I to je jasno vidljivo iz satelitskih podataka, prema kojima pustinja Sahara ima vrlo visok albedo. Dakle, pokazalo se da kako se zemlja vlaži, dolazi i do pozitivne povratne sprege. Vlažnost raste, planet se više zagrijava, oceani sve više isparavaju, više vlage pada na kopno, vlažnost opet raste. Ovaj pozitivan odnos poznat je u klimatologiji. A drugu pozitivnu vezu već sam spomenuo analizirajući dinamiku fluktuacija razine Kaspijskog jezera.[ ...]

U drugoj verziji proračuna pretpostavljeno je da se stupanj ovisnosti albeda o zalihama vlage u zemljištu smanjio za 4 puta, a stupanj ovisnosti količine padalina o temperaturi smanjio se za faktor dva. Pokazalo se da iu ovom slučaju sustav jednadžbi (4.4.1) također ima kaotična rješenja. Drugim riječima, učinak kaosa je značajan i traje u širokom rasponu promjena parametara hidroklimatskog sustava.[ ...]

Razmotrimo dalje utjecaj ledenog pokrivača. Nakon uvođenja empirijskih podataka o albedu, Budyko je jednadžbi koja povezuje temperaturu i zračenje dodao član koji uzima u obzir nelinearnu ovisnost utjecaja ledenog pokrivača, koji je uzrok efekta samopojačanja.[ .. .]

Višestruko raspršenje igra značajnu ulogu u formiranju polja zračenja u oblacima, dakle, albedo L i prijenos difuznog zračenja (dostižu velike vrijednosti čak iu onim pikselima koji se nalaze izvan oblaka (sl. 9.4, b, d). Oblaci imaju različite debljine, koje u danoj realizaciji polja oblaka variraju od 0,033 do 1,174 km. Polje zračenja koje reflektira jedan oblak širi se u prostoru i preklapa se s poljima zračenja drugih oblaka prije nego što dosegne r-AH ravninu , gdje se određuje albedo Učinci širenja i preklapanja toliko izglađuju ovisnost albeda o horizontalnim koordinatama, da su mnogi detalji maskirani i teško je vizualno vratiti stvarnu sliku raspodjele oblaka u prostoru koristeći poznate vrijednosti albeda (Sl. 9.4, a, b). Vrhovi najjačih oblaka su jasno vidljivi, jer u ovom slučaju utjecaj gore navedenih učinaka nije dovoljan. Albedo varira od 0,24 do 0,65, a njegova prosječna vrijednost je 0,33.[ . ..]

Zbog višestrukog raspršenja u sustavu "atmosfera-podloga", pri visokim vrijednostima albeda dolazi do povećanja raspršenog zračenja. U tablici. 2.9, sastavljen prema podacima K. Ya. Kondratieva, prikazuje vrijednosti difuznog toka zračenja A za nebo bez oblaka i različite vrijednosti albeda površine ispod (/ha = 30 °).[ ...]

Drugo objašnjenje odnosi se na rezervoare. Uključuju se u energetsku bilancu kao kompleksi koji mijenjaju albedo prirodne površine. I to je istina, s obzirom na velike površine akumulacija koje nastavljaju rasti.[ ...]

Zračenje reflektirano od Zemljine površine najvažnija je komponenta njezine bilance zračenja. Integralni albedo prirodnih površina varira od 4-5% za duboka vodena tijela na solarnim visinama iznad 50° do 70-90% za čisti suhi snijeg. Za sve prirodne površine karakteristična je ovisnost albeda o visini Sunca. Najveće promjene u albedu opažaju se od izlaska Sunca do njegove visine iznad horizonta od oko 30%.[ ...]

Potpuno drugačija slika uočava se u onim spektralnim intervalima gdje same čestice oblaka intenzivno apsorbiraju, a albedo jednokratnog raspršenja je mali (0,5 - 0,7). Budući da se značajan dio zračenja apsorbira tijekom svakog događaja raspršenja, albedo oblaka će se formirati uglavnom zbog prvih nekoliko višestrukosti raspršenja i stoga će biti vrlo osjetljiv na promjene u indikatrisi raspršenja. Prisutnost kondenzacijske jezgre više nije u stanju značajno promijeniti albedo jednostrukog raspršenja. Iz tog razloga na valnoj duljini od 3,75 μm dominira indikatrisni efekt aerosola i spektralni albedo oblaka se povećava oko 2 puta (tablica 5.2). Za neke valne duljine, učinak zbog apsorpcije dimnim aerosolom može točno kompenzirati učinak zbog smanjenja veličine kapljica oblaka, a albedo se neće promijeniti.[ ...]

RPMS metoda, kao što smo vidjeli, ima niz nedostataka povezanih s učinkom aerosola i potrebom uvođenja korekcija za albedo troposfere i površine ispod nje. Jedno od temeljnih ograničenja metode je nemogućnost dobivanja informacija iz dijelova atmosfere koji nisu osvijetljeni Suncem. Metoda za promatranje intrinzične emisije ozona u pojasu od 9,6 μm lišena je ovog nedostatka. Tehnički, metoda je jednostavnija i omogućuje daljinska mjerenja u dnevnoj i noćnoj hemisferi, u bilo kojem geografskom području. Interpretacija rezultata je jednostavnija u smislu da se u promatranom području spektra mogu zanemariti procesi raspršenja i utjecaj izravnog sunčevog zračenja. Idejno ova metoda pripada klasičnim metodama inverznih problema satelitske meteorologije u IC području. Osnova za rješavanje takvih problema je jednadžba prijenosa zračenja, koja se prije koristila u astrofizici. Formulacija i opće karakteristike problema meteorološkog sondiranja i matematički aspekti rješenja sadržani su u temeljnoj monografiji K. Ya. Kondratieva i Yu. M. Timofejeva.[ ...]

U.K.R. za Zemlju kao cjelinu, izražen kao postotak dotoka sunčevog zračenja na gornju granicu atmosfere, naziva se Zemljin albedo ili planetarni albedo (Zemlje).[ ...]

[ ...]

Istina, smanjenje udjela vodene pare znači i smanjenje naoblake, a oblaci su glavni čimbenik koji povećava albedo Zemlje ili ga smanjuje ako naoblaka postane manja.[ ...]

Također su potrebni točniji podaci o procesima fotodisocijacije (02, NO2, H2O2 itd.), tj. o apsorpcijskim presjecima i kvantnim prinosima, kao i o ulozi aerosolnog raspršenja svjetlosti i albeda u procesu disocijacije. Varijabilnost kratkovalnog dijela sunčevog spektra tijekom vremena također je od velikog interesa.[ ...]

Važno je napomenuti da fitoplankton ima veću refleksivnost (Lx 0,5) na valnim duljinama sunčevog zračenja L > 0,7 µm nego na kraćim X (Lx 0,1). Takav spektralni tijek albeda povezan je s potrebom algi da, s jedne strane, apsorbiraju fotosintetski aktivno zračenje (sl. 2.29), a s druge strane, da smanje pregrijavanje. Potonje se postiže kao rezultat refleksije zračenja veće valne duljine od fitoplanktona. Može se pretpostaviti da su formule dane u odjeljku 2.2 također prikladne za izračun takvih parametara toplinskih tokova kao što su dolazno i odlazno zračenje, emisivnost i albedo, pod uvjetom da podaci o Ha i drugim meteorološkim elementima također imaju potrebnu veću vremensku rezoluciju (tj. dobivenu s kraćim vremenskim korakom).[ ...]

Iz fizikalno razumne pretpostavke da koncentracija vodene pare raste s porastom temperature, proizlazi da se može očekivati povećanje sadržaja vode, čije povećanje dovodi do povećanja albeda oblaka, ali malo utječe na njihovu dugotrajnost. valno zračenje, s izuzetkom cirusa, koji nisu potpuno crni. To smanjuje zagrijavanje atmosfere i površine sunčevim zračenjem, a time i temperaturu, te daje primjer negativne povratne sprege oblak-zračenje. Procjene vrijednosti parametra X te povratne veze variraju u širokom rasponu od 0 do 1,9 W-m 2-K 1 . Treba napomenuti da je nedovoljno detaljan opis fizičkih, optičkih i radijacijskih svojstava oblaka, kao i zanemarivanje njihove prostorne heterogenosti, jedan od glavnih izvora nesigurnosti u studijama o problemu globalnih klimatskih promjena.[ . ..]

Još jedan čimbenik, koji je također zanemaren, jest da emitirani aerosol može značajno oslabiti sunčevo zračenje, što vraća ozon u atmosferu. Povećanje albeda zbog povećanja sadržaja aerosola u stratosferi trebalo bi dovesti do smanjenja temperature, što usporava obnavljanje ozona. Ovdje je, međutim, potrebno izvršiti detaljne proračune s različitim modelima aerosola, budući da mnogi aerosoli primjetno apsorbiraju sunčevo zračenje, a to dovodi do određenog zagrijavanja atmosfere.[ ...]

Predviđa se da povećanje sadržaja CO2 u atmosferi za 60% od sadašnje razine može uzrokovati porast temperature zemljine površine za 1,2 - 2,0 °C. Postojanje povratne sprege između snježnog pokrivača, albeda i površinske temperature trebalo bi dovesti do toga da temperaturne promjene mogu biti još veće i izazvati radikalne klimatske promjene na planetu s nepredvidivim posljedicama.[ ...]

Neka jedan tok sunčevog zračenja pada na gornju granicu sloja oblaka u ravnini X01: a sr0 = 0 su zenitni i azimutni kut Sunca. U vidljivom području spektra, Rayleighovo i aerosolno raspršenje svjetlosti može se zanemariti; Postavimo albedo podloge jednak nuli, što približno odgovara albedu oceana. U tekstu su posebno istaknuti proračuni statističkih karakteristika polja vidljivog Sunčevog zračenja, izvedeni pri različitom od nule albedu Lambertove podloge. Indikatrisa raspršenja izračunata je prema Mieovoj teoriji za model oblaka Cx [1] i valnu duljinu od 0,69 μm. Polje oblaka generira Poissov skup točaka u prostoru.[ ...]

Fizički mehanizam nestabilnosti je da stopa akumulacije rezervi vlage u zemljištu zbog padalina premašuje stopu njihovog smanjenja zbog otjecanja rijeke, a povećanje vlažnosti tla, kao što je prikazano gore, uzrokuje smanjenje albeda Zemlje, a zatim i ostvaruje se pozitivna povratna sprega, što dovodi do klimatske nestabilnosti. U suštini to znači da je Zemlja stalno prehlađena (glacijalne epohe, zahlađenje klime) ili pregrijana (zagrijavanje i vlaženje klime, pojačan razvoj vegetacijskog pokrova – režim „mokre i zelene“ Zemlje) ..[ ... ]

Treba imati na umu da točnost procjena učinka staklenika u cjelini i njegovih komponenti još uvijek nije apsolutna. Nije jasno, na primjer, kako se točno može uzeti u obzir stakleničku ulogu vodene pare, koja, kada se formiraju oblaci, postaje snažan čimbenik povećanja Zemljinog albeda. Stratosferski ozon nije toliko staklenički plin koliko plin protiv staklenika, jer reflektira približno 3% dolaznog sunčevog zračenja. Prašina i drugi aerosoli, posebice sumporni spojevi, slabe zagrijavanje zemljine površine i donjeg sloja atmosfere, iako imaju suprotnu ulogu za toplinsku ravnotežu pustinjskih područja.[ ...]

Dakle, apsorpcija i refleksija sunčevog zračenja česticama aerosola dovest će do promjene karakteristika zračenja atmosfere, općeg hlađenja zemljine površine; utjecat će na makro i mezo cirkulaciju atmosfere. Pojava brojnih kondenzacijskih jezgri utjecat će na stvaranje oblaka i padalina; doći će do promjene albeda zemljine površine. Isparavanje vode iz oceana, uz dotok hladnog zraka s kontinenata, izazvat će obilne oborine u obalnim područjima i na kontinentima; izvor energije koji može izazvati oluju bit će toplina isparavanja.[ ...]

Pri rješavanju trodimenzionalne transportne jednadžbe korišteni su periodički rubni uvjeti koji pretpostavljaju da sloj 0[ ...]

Površinski sloj troposfere u najvećoj mjeri doživljava antropogeni utjecaj, čiji je glavni tip kemijsko i toplinsko onečišćenje zraka. Na temperaturu zraka najveći utjecaj ima urbanizacija teritorija. Temperaturne razlike između urbaniziranog područja i okolnih nerazvijenih područja povezane su s veličinom grada, gustoćom izgrađenosti i sinoptičkim uvjetima. Trend porasta temperature postoji u svakom gradu. Za velike gradove u umjerenoj zoni temperaturni kontrast između grada i predgrađa je 1-3 ° C. U gradovima se smanjuje albedo temeljne površine (omjer reflektiranog zračenja prema ukupnom) kao rezultat pojave zgrada, konstrukcija, umjetnih premaza, ovdje se intenzivnije apsorbira sunčevo zračenje, akumulirano od strane konstrukcija zgrade apsorbiraju toplinu tijekom dana s povratkom u atmosferu navečer i noću. Potrošnja topline za isparavanje se smanjuje, jer se površine s otvorenim pokrovom tla koje zauzimaju zelene biljke smanjuju, a brzo uklanjanje oborina kanalizacijskim sustavima kišnice ne dopušta stvaranje rezerve vlage u tlu i površinskim vodnim tijelima. Urbani razvoj dovodi do stvaranja zona stagnacije zraka, što dovodi do njegovog pregrijavanja; prozirnost zraka također se mijenja u gradu zbog povećanog sadržaja nečistoća iz industrijskih poduzeća i transporta. U gradu se smanjuje ukupno sunčevo zračenje, kao i nadolazeće infracrveno zračenje zemljine površine, što uz prijenos topline zgrada dovodi do pojave lokalnog "efekta staklenika", odnosno grad se "prekriva" s pokrivačem stakleničkih plinova i česticama aerosola. Pod utjecajem urbanog razvoja mijenja se i količina padalina. Glavni čimbenik u tome je radikalno smanjenje propusnosti za oborine temeljne površine i stvaranje mreže za preusmjeravanje površinskog otjecanja od grada. Važnost ogromne količine spaljenog ugljikovodika je velika. Na području grada u toploj sezoni dolazi do smanjenja vrijednosti apsolutne vlažnosti i suprotne slike u hladnoj sezoni – u gradu je vlažnost veća nego izvan grada.[ ...]

Razmotrimo neka osnovna svojstva složenih sustava, imajući na umu konvencionalnost pojma "kompleks". Jedna od glavnih značajki sustava, zbog koje ga smatramo neovisnim objektom, jest da je sustav uvijek nešto više od zbroja njegovih sastavnih elemenata. To se objašnjava činjenicom da najvažnija svojstva sustava ovise o prirodi i broju veza između elemenata, što sustavu daje mogućnost da mijenja svoje stanje tijekom vremena, da ima vrlo raznolike reakcije na vanjske utjecaje. Raznolikost veza znači da postoje veze različite "težine ili "snage"; osim toga, u sustavu nastaju povratne sprege s različitim predznacima djelovanja - pozitivne i negativne. Elementi ili podsustavi povezani pozitivnom povratnom spregom teže, ako nisu ograničeni drugim vezama, međusobno se pojačavati, stvarajući nestabilnost u sustavu. Na primjer, povećanje prosječne temperature na Zemlji dovodi do otapanja polarnog i planinskog leda, smanjenja albeda i apsorpcije više energije od Sunca. To uzrokuje daljnje povećanje temperature, ubrzano smanjenje površine ledenjaka - reflektora energije zračenja Sunca itd. Da nije bilo brojnih drugih čimbenika koji utječu na prosječnu temperaturu površine planeta, Zemlja bi mogla postoje samo kao "led", koji reflektira gotovo svo sunčevo zračenje, ili kao užareni, poput Venere, beživotni planet.

Dugoročni trend albeda je usmjeren prema hlađenju. Posljednjih godina satelitska mjerenja pokazuju blagi trend.

Promjena albeda Zemlje potencijalno ima snažan utjecaj na klimu. Kako se albedo, ili reflektivnost, povećava, više sunčeve svjetlosti se odbija natrag u svemir. To ima učinak hlađenja na globalne temperature. Naprotiv, smanjenje albeda zagrijava planet. Promjena albeda od samo 1% daje učinak zračenja od 3,4 W/m2, usporediv s učinkom udvostručenja CO2. Kako je albedo utjecao na globalne temperature posljednjih desetljeća?

Trendovi albeda do 2000

Zemljin albedo određuje nekoliko čimbenika. Snijeg i led dobro reflektiraju svjetlost, pa kad se otope, albedo se smanjuje. Šume imaju manji albedo od otvorenih prostora, pa krčenje šuma povećava albedo (recimo da krčenje šuma neće zaustaviti globalno zatopljenje). Aerosoli imaju izravan i neizravan učinak na albedo. Izravni utjecaj je refleksija sunčeve svjetlosti u prostor. Neizravni učinak je djelovanje čestica aerosola kao centara kondenzacije vlage, što utječe na nastanak i životni vijek oblaka. Oblaci pak utječu na globalne temperature na nekoliko načina. Hlade klimu reflektirajući sunčevu svjetlost, ali mogu imati i učinak grijanja zadržavajući izlazno infracrveno zračenje.

Sve ove faktore treba uzeti u obzir kada se zbrajaju različiti utjecaji zračenja koji određuju klimu. Promjena korištenja zemljišta izračunava se iz povijesnih rekonstrukcija promjena u sastavu zemljišta pod usjevima i pašnjaka. Promatranja sa satelita i sa zemlje omogućuju određivanje trendova u razini aerosola i albedu oblaka. Može se vidjeti da je albedo oblaka najjači faktor od raznih vrsta albeda. Dugoročni trend je prema hlađenju, utjecaj je -0,7 W/m2 od 1850. do 2000. godine.

Slika 1. Prosječno godišnje ukupno zračenje(Poglavlje 2 IPCC AR4).

Albedo trendovi od 2000.

Jedan od načina za mjerenje Zemljinog albeda je Mjesečevo pepeljasto svjetlo. Ovo je sunčeva svjetlost koju Zemlja prvo reflektira, a zatim Mjesec noću reflektira natrag na Zemlju. Mjesečevu pepeljastu svjetlost mjeri Big Bear Solar Observatory od studenoga 1998. (brojna mjerenja obavljena su i 1994. i 1995.). Slika 2 prikazuje promjene albeda iz rekonstrukcije satelitskih podataka (crna linija) i iz mjerenja svjetlosti lunarnog pepela (plava linija) (Palle 2004).

Slika 2 Promjene u albedu rekonstruirane iz ISCCP satelitskih podataka (crna linija) i promjene mjesečeve pepeljaste svjetlosti (crna linija). Desna okomita ljestvica pokazuje negativno zračenje (tj. hlađenje) (Palle 2004).

Podaci na slici 2 su problematični. Crna linija, rekonstrukcija satelitskih podataka ISCCP" je čisto statistički parametar i ima malo fizičkog značenja jer ne uzima u obzir nelinearne odnose između svojstava oblaka i površine i albeda planeta, niti uključuje promjene albeda aerosola, poput onih povezanih s planinom Pinatubo ili antropogenim emisijama sulfata(Prava klima).

Još je problematičniji vrh albeda oko 2003., vidljiv u Mjesečevoj plavoj pepeljastoj svjetlosnoj liniji. To je u velikoj suprotnosti sa satelitskim podacima koji u ovom trenutku pokazuju blagi trend. Usporedbe radi, prisjetimo se erupcije Pinatuba 1991. godine, koja je atmosferu ispunila aerosolima. Ti su aerosoli reflektirali sunčevu svjetlost, stvarajući negativno zračenje od 2,5 W/m2. To je drastično snizilo globalnu temperaturu. Podaci o svjetlu pepela tada su pokazali ekspoziciju od gotovo -6 W/m2, što je trebalo značiti još veći pad temperature. U 2003. godini nije bilo sličnih događaja. (Wielicki 2007).

Godine 2008. otkriven je razlog odstupanja. Zvjezdarnica Big Bear instalirala je novi teleskop za mjerenje mjesečeve pepeljaste svjetlosti 2004. S novim poboljšanim podacima ponovno su kalibrirali svoje stare podatke i revidirali svoje procjene albeda (Palle 2008). Riža. 3 prikazuje stare (crna linija) i ažurirane (plava linija) vrijednosti albeda. Anomalni vrhunac iz 2003. je nestao. Ipak, sačuvan je trend porasta albeda od 1999. do 2003. godine.

Riža. 3 Promjena albeda Zemlje prema mjerenjima mjesečeve pepeljaste svjetlosti. Crna linija je promjena albeda u odnosu na publikaciju iz 2004. (Palle 2004.). Plava linija - ažurirane promjene albeda nakon poboljšanog postupka analize podataka, također uključuje podatke u dužem vremenskom razdoblju (Palle 2008).

Koliko je točno albedo određen prema pepeljastoj svjetlosti Mjeseca? Metoda nije globalnog opsega. Zahvaća otprilike trećinu Zemlje u svakom promatranju, neka područja uvijek ostaju "nevidljiva" s mjesta promatranja. Osim toga, mjerenja su rijetka i vrše se u uskom rasponu valnih duljina od 0,4-0,7 µm (Bender 2006).

Nasuprot tome, satelitski podaci kao što je CERES globalno su mjerenje kratkovalnog zračenja Zemlje, uključujući sve učinke svojstava površine i atmosfere. U usporedbi s mjerenjima svjetla pepela, ona pokrivaju širi raspon (0,3-5,0 µm). Analiza podataka CERES-a ne pokazuje dugoročni trend albeda od ožujka 2000. do lipnja 2005. Usporedba s tri nezavisna skupa podataka (MODIS, MISR i SeaWiFS) pokazuje "izvanredno podudaranje" za sva 4 rezultata (Loeb 2007a).

Riža. 4 Mjesečne promjene u srednjem fluksu CERES SW TOA i MODIS udjelu oblaka ().

Albedo utječe na globalne temperature – uglavnom u smjeru hlađenja u dugoročnom trendu. Što se tiče nedavnih trendova, podaci o pepeljari pokazuju porast albeda od 1999. do 2003. s malom promjenom nakon 2003. Sateliti pokazuju male promjene od 2000. Radijacijski utjecaj promjena albeda bio je minimalan posljednjih godina.