Albedo snega. Albedo različnih površin. Albedo v realističnem upodabljanju

Celotno sevanje, ki doseže zemeljsko površje, le-ta ne absorbira v celoti, ampak se delno odbije od zemlje. Zato je pri izračunu prihoda sončne energije v kraj treba upoštevati odbojnost zemeljske površine. Do odboja sevanja prihaja tudi od površine oblakov. Razmerje med celotnim tokom kratkovalovnega sevanja Rk, ki ga odbije določena površina v vseh smereh, in tokom sevanja Q, ki vpada na to površino, imenujemo albedo(A) dana površina. Ta vrednost

prikazuje, koliko sevalne energije, ki vpade na površino, se odbije od nje. Albedo je pogosto izražen v odstotkih. Potem

(1.3)

V tabeli. 1.5 podaja vrednosti albeda za različne vrste zemeljske površine. Iz podatkov v tabeli. 1.5 kaže, da ima sveže zapadli sneg največjo odbojnost. V nekaterih primerih je bil opažen albedo snega do 87 %, v razmerah Arktike in Antarktike pa celo do 95 %. Zbit, stopljen in še bolj onesnažen sneg odseva veliko manj. Albedo različnih tal in vegetacije, kot izhaja iz tabele. 4, se relativno malo razlikujejo. Številne študije so pokazale, da se albedo čez dan pogosto spreminja.

Najvišje vrednosti albeda opazimo zjutraj in zvečer. To je razloženo z dejstvom, da je odbojnost grobih površin odvisna od vpadnega kota sončne svetlobe. Z navpičnim padcem sončni žarki prodrejo globlje v rastlinski pokrov in se tam absorbirajo. Pri nizki višini sonca žarki manj prodrejo v vegetacijo in se v večji meri odbijajo od njene površine. Albedo vodnih površin je v povprečju manjši od albeda kopnega. To pojasnjujemo s tem, da sončni žarki (kratkovalni zeleno-modri del sončnega spektra) v veliki meri prodrejo v zanje prosojne zgornje plasti vode, kjer se razpršijo in absorbirajo. V zvezi s tem stopnja njegove motnosti vpliva na odbojnost vode.

Tabela št. 1.5

Pri onesnaženi in motni vodi se albedo opazno poveča. Za razpršeno sevanje je albedo vode v povprečju približno 8-10%. Pri neposrednem sončnem obsevanju je albedo vodne površine odvisen od višine sonca: z zmanjševanjem višine sonca se vrednost albeda povečuje. Torej, pri samem pojavu žarkov se jih odbije le približno 2-5%. Ko je sonce nizko nad obzorjem, se odbije 30-70%. Odbojnost oblakov je zelo visoka. Povprečni albedo oblakov je približno 80 %. Če poznamo vrednost površinskega albeda in vrednost celotnega sevanja, je mogoče določiti količino sevanja, ki ga absorbira določena površina. Če je A albedo, potem je vrednost a \u003d (1-A) absorpcijski koeficient dane površine, ki kaže, kakšen del sevanja, ki pada na to površino, absorbira.

Na primer, če skupni tok sevanja Q = 1,2 cal / cm 2 min pade na površino zelene trave (A \u003d 26%), bo odstotek absorbiranega sevanja enak

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

in količino absorbiranega sevanja

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

Albedo vodne površine je močno odvisen od vpadnega kota sončnih žarkov, saj čista voda odbija svetlobo po Fresnelovem zakonu.

Kje Z p – zenitnega kota sonca Z 0 je lomni kot sončnih žarkov.

Pri legi Sonca v zenitu je albedo gladine mirnega morja 0,02. S povečanjem zenitnega kota Sonca Z p albedo se poveča in doseže 0,35 at Z p\u003d 85. Razburjenje morja vodi do spremembe Z p , in znatno zmanjša razpon vrednosti albeda, saj se poveča na širokem Z n zaradi povečanja verjetnosti, da žarki zadenejo nagnjeno valovno ploskev Vznemirjenje ne vpliva na odbojnost le zaradi nagnjenosti valovne ploskve glede na sončne žarke, temveč tudi zaradi nastajanja zračnih mehurčkov v vodi. Ti mehurčki v veliki meri razpršijo svetlobo in povečajo razpršeno sevanje, ki prihaja iz morja. Zato se med visokimi morskimi valovi, ko se pojavijo pena in jagnjeta, pod vplivom obeh dejavnikov poveča albedo.Razpršeno sevanje vstopa v vodno gladino pod različnimi koti.nebo brez oblačka. Odvisno je tudi od razporeditve oblakov na nebu. Zato albedo morske površine za difuzno sevanje ni konstanten. Toda meje njegovega nihanja so ožje 1 od 0,05 do 0,11. Posledično se albedo vodne površine za skupno sevanje spreminja glede na višino Sonca, razmerje med neposrednim in razpršenim sevanjem, valovanje morske površine. ne pozabite, da so severni deli oceanov močno pokriti z morskim ledom. V tem primeru je treba upoštevati tudi albedo ledu. Kot veste, so znatna območja zemeljske površine, zlasti v srednjih in visokih zemljepisnih širinah, prekrita z oblaki, ki močno odbijajo sončno sevanje. Zato je poznavanje albeda oblakov zelo zanimivo. Posebne meritve albeda oblakov so izvajali s pomočjo letal in balonov. Pokazali so, da je albedo oblakov odvisen od njihove oblike in debeline.Albedo altokumulusov in stratokumulusov ima največje vrednosti.oblaki Cu - Sc - okoli 50%.

Najbolj popolni podatki o albedu oblakov so bili pridobljeni v Ukrajini. Odvisnost albeda in transmisijske funkcije p od debeline oblakov, ki je rezultat sistematizacije merilnih podatkov, je podana v tabeli. 1.6. Kot je razvidno, povečanje debeline oblaka povzroči povečanje albeda in zmanjšanje prenosne funkcije.

Povprečni albedo za oblake sv s povprečno debelino 430 m je 73 % za oblake Sz pri povprečni debelini 350 m - 66%, transmisijske funkcije za te oblake pa 21 oziroma 26%.

Albedo oblakov je odvisen od albeda zemeljske površine. r 3 nad katerim se nahaja oblak. S fizičnega vidika je jasno, da čim bolj r 3 , večji je tok odbitega sevanja, ki prehaja navzgor skozi zgornjo mejo oblaka. Ker je albedo razmerje med tem tokom in prihajajočim, povečanje albeda zemeljske površine povzroči povečanje albeda oblakov.Študija lastnosti oblakov, da odbijajo sončno sevanje, je bila izvedena z uporabo umetnih zemeljskih satelitov z merjenjem svetlosti oblakov.Povprečne vrednosti albeda oblakov, dobljene iz teh podatkov, so podane v tabeli 1.7.

Tabela 1.7 - Povprečne vrednosti albeda oblakov različnih oblik

Po teh podatkih se albedo oblakov giblje od 29 do 86 %. Omembe vredno je dejstvo, da imajo cirusi majhen albedo v primerjavi z drugimi oblikami oblakov (z izjemo kumulusov). Samo cirostratusni oblaki, ki so debelejši, večinoma odbijajo sončno sevanje (r= 74 %).

Lambertov (pravi, ravni) albedo

Pravi ali ravni albedo je razpršena odbojnost, to je razmerje med svetlobnim tokom, ki ga razprši element ravne površine v vse smeri, in tokom, ki vpada na ta element.
V primeru osvetlitve in opazovanja, ki je normalno na površje, se imenuje pravi albedo normalno .

Normalni albedo čistega snega je ~0,9, oglja ~0,04.

geometrijski albedo

Geometrični optični albedo Lune je 0,12, Zemlje pa 0,367.

Bondov (sferični) albedo

Fundacija Wikimedia. 2010.

Sopomenke:

Oglejte si, kaj je "Albedo" v drugih slovarjih:

ALBEDO je delež svetlobe ali drugega sevanja, ki se odbije od površine. Idealni reflektor ima albedo 1, pravi reflektor pa manjše število. Albedo snega se giblje od 0,45 do 0,90; albedo Zemlje, od umetnih satelitov, ... ... Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar

- (arab.). Izraz v fotometriji, ki označuje, koliko svetlobnih žarkov določena površina odbija. Slovar tujih besed, vključenih v ruski jezik. Chudinov A.N., 1910. albedo (lat. albus svetloba) vrednost, ki označuje ... ... Slovar tujih besed ruskega jezika

ALBEDO- (poznolat. albedo, iz lat. albus bel), vrednost, ki označuje razmerje med tokom sončnega sevanja, ki pade na različne predmete, tla ali snežno odejo, in količino takega sevanja, ki ga absorbirajo ali odbijejo; ... ... Ekološki slovar

- (iz pozne latinske beline albedo) vrednost, ki označuje sposobnost površine, da odbija tok elektromagnetnega sevanja ali delcev, ki vpadajo nanjo. Albedo je enak razmerju med odbitim in vpadnim tokom. V astronomiji je pomembna značilnost ... ... Veliki enciklopedični slovar

albedo- nekl. albedo m. lat. albedo. bela. 1906. Leksik. Notranja bela plast lupine citrusov. Prehrambena industrija. Lex. Brogg: albedo; SIS 1937: albe/prej … Zgodovinski slovar galicizmov ruskega jezika

albedo- značilnost odbojnosti površine telesa; je določen z razmerjem svetlobnega toka, ki ga odbije (razprši) ta površina, in svetlobnega toka, ki vpada nanjo [Terminološki slovar za gradbeništvo v 12 jezikih ... ... Priročnik tehničnega prevajalca

albedo- Razmerje med sončnim sevanjem, ki se odbija od površine zemlje, in intenzivnostjo sevanja, ki pada nanjo, izraženo v odstotkih ali decimalnih delih (povprečni albedo Zemlje je 33% ali 0,33). → sl. 5 … Geografski slovar

- (iz poznolat. albedo belina), vrednost, ki označuje sposobnost površine, da l. telo, da odbije (razprši) sevanje, ki pada nanj. Obstajajo pravi ali lambertovski A., ki sovpadajo s koeficientom. difuzni (razpršeni) odboj in ... ... Fizična enciklopedija

Obst., število sinonimov: 1 značilnost (9) Slovar sinonimov ASIS. V.N. Trishin. 2013 ... Slovar sinonimov

Vrednost, ki označuje odbojnost katere koli površine; izraženo z razmerjem med sevanjem, ki ga odbije površina, in sončnim sevanjem, ki je prispelo na površje (za černozem 0,15; pesek 0,3 0,4; povprečno A. Zemlja 0,39; Luna 0,07) ... ... Glosar poslovnih izrazov

ALBEDO

ALBEDO (pozno latinsko albedo, iz latinščine albus - bel), vrednost, ki označuje razmerje med tokom sončnega sevanja, ki pade na različne predmete, tla ali snežno odejo, in količino takega sevanja, ki ga absorbirajo ali odbijejo; odražati. sposobnost telesne površine. Najvišji albedo (0,8-0,4) ima suh sneg, usedline soli, povprečje - vegetacijo, najmanjše - vodna telesa (0,1-0,2).

Ekološki enciklopedični slovar. - Kišinjev: Glavna izdaja Moldavske sovjetske enciklopedije. I.I. dedek. 1989

Albedo (iz lat. albedo - belina) - razmerje med količino energije odbitega sevanja in energijo, ki pada na površino telesa. Albedo (celotnega spektra kot celote) gozdnih združb se spreminja na primer med 10-15%. Sre svetlobni način.

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

ALBEDO [iz lat. albus - svetloba] - vrednost, ki označuje odbojnost katere koli površine; Izražen je kot razmerje med sevanjem, ki ga odbija površina, in sončnim sevanjem, ki prihaja na površino. Na primer, A. černozem - 0,15; pesek 0,3-0,4; povprečna A. Zemlje - 0,39; Lune - 0,07.

Ekološki slovar, 2001

Sopomenke:

ALELOGEN

Oglejte si, kaj je "ALBEDO" v drugih slovarjih:

Planeti in nekateri pritlikavi planeti sončnega sistema Planet Geometrični 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 pedia

Obst., število sinonimov: 1 značilnost (9) Slovar sinonimov ASIS. V.N. Trishin. 2013 ... Slovar sinonimov

knjige

Enciklopedični slovar šolarja,. Kaj je Zemljin albedo? Se evolucija danes nadaljuje? Ali vidite sončno korono? Kdaj so nastale prve ladje? Kako so urejeni človeški možgani? Kateri vlak ima hitrost ...

Albedo Zemlje. Živa snov poveča absorpcijo sončnega sevanja na zemeljskem površju in zmanjša albedo ne le kopnega, ampak tudi oceana. Kopenska vegetacija, kot je znano, bistveno zmanjša odboj kratkovalovnega sončnega sevanja v vesolje. Albedo gozdov, travnikov, polj ne presega 25%, vendar ga pogosteje določajo številke od 10% do 20%. Manjši albedo ima le gladka vodna površina z neposrednim sevanjem in vlažen černozem (približno 5 %), vendar gola posušena tla ali zasnežena tla vedno odbijejo veliko več sončnega sevanja, kot če so zaščitena z vegetacijo. Razlika lahko doseže več deset odstotkov. Tako suh sneg odbije 85-95% sončnega sevanja, gozd ob prisotnosti stabilne snežne odeje pa le 40-45%.[ ...]

Brezdimenzijska količina, ki označuje odbojnost telesa ali sistema teles. A. element odsevne površine - razmerje (v odstotkih) med intenzivnostjo (gostoto toka) sevanja, ki ga odbija ta element, in intenzivnostjo (gostoto toka) sevanja, ki vpada nanj. To se nanaša na difuzni odboj; pri smernem odboju ne govorimo o A., ampak o koeficientu odboja. Ločimo integral A - za sevanje v celotnem območju njegovih valovnih dolžin in spektralni A - za posamezne dele spektra. Glej tudi albedo naravne površine, albedo Zemlje.[ ...]

ZEMLJA ALBEDO. Odstotek sončnega sevanja, ki ga oddaja zemeljska obla (skupaj z ozračjem) nazaj v svetovni prostor, sončnemu sevanju, ki vstopa na mejo ozračja. Vračanje sončnega sevanja od Zemlje je sestavljeno iz odboja od zemeljskega površja, sipanja neposrednega sevanja z atmosfero v svetovni prostor (povratno sipanje) in odboja od zgornje površine oblakov. A. 3. v vidnem delu spektra (vidno) - približno 40%. Za integralni tok sončnega sevanja je integral (energija) A. 3. približno 35 %. Če oblakov ne bi bilo, bi bil vizualni A. 3. približno 15 %.[ ...]

Albedo je vrednost, ki označuje odbojnost površine telesa; razmerje (v %) toka odbitega sončnega sevanja in toka vpadnega sevanja.[ ...]

Albedo površine je odvisen od njene barve, hrapavosti, vlažnosti in drugih lastnosti. Albedo vodnih površin na sončni višini nad 60 ° je manjši od albeda kopnega, saj se sončni žarki, ki prodirajo v vodo, v veliki meri absorbirajo in razpršijo.[ ...]

Albedo vseh površin, še posebej vodnih, je odvisen od višine Sonca: najmanjši albedo se pojavi opoldne, največji - zjutraj in zvečer. To je posledica dejstva, da se na nizki nadmorski višini Sonca poveča delež razpršenega sevanja v sestavi celotnega sevanja, ki se odbije od hrapave podlage v večji meri kot direktno sevanje.[ ...]

ALBEDO je vrednost, ki označuje odbojnost katere koli površine. A. je izražen kot razmerje med sevanjem, ki ga odbija površina, in sončnim sevanjem, ki prihaja na površino. Na primer, A. černozem - 0,15; pesek - 0,3-0,4; povprečje A. Zemlja - 0,39, Luna - 0,07.[ ...]

Tukaj je albedo (%) različnih tal, kamnin in rastlinskega pokrova (Chudnovsky, 1959): suhi černozem -14, mokri černozem - 8, suhi sierozem - 25-30, mokri sierozem 10-12, suha glina -23, mokra glina - 16, beli in rumeni pesek - 30-40, spomladanska pšenica - 10-25, ozimna pšenica - 16-23, zelena trava -26, posušena trava -19, bombaž -20-22, riž - 12, krompir - 19 [...]

Natančni izračuni kopenskega albeda zgodnje pliocenske dobe (pred 6 milijoni let) so pokazali, da je bil takrat albedo kopenskega površja severne poloble za 0,060 manjši od sodobnega in, kot dokazujejo paleoklimatski podatki, podnebje ta doba je bila toplejša in bolj vlažna; v srednjih in visokih širinah Evrazije in Severne Amerike je bil vegetacijski pokrov bogatejši z vrstno sestavo, gozdovi so zasedli ogromna ozemlja, na severu so dosegli obale celin, na jugu je njihova meja potekala južno od meje sodobnega gozda. območje.[ ...]

Meritve z albedometri, ki se nahajajo na višini 1-2 m nad zemeljsko površino, omogočajo določitev albeda majhnih površin. Vrednosti albeda dolgih odsekov, ki se uporabljajo pri izračunih sevalne bilance, se določijo iz letala ali satelita. Tipične vrednosti albeda: mokra tla 5-10%, černozem 15%, suha glinasta tla 30%, lahek pesek 35-40%, poljski pridelki 10-25%, travnati pokrov 20-25%, gozd - 5-20%, sveže zapadel sneg 70-90%; vodna površina za direktno sevanje od 70-80% pri soncu blizu obzorja do 5% pri visokem soncu, za difuzno sevanje približno 10%; zgornja površina oblakov 50-65 %.[ ...]

Največjo odvisnost albeda opazimo na naravnih površinah, na katerih poleg razpršenega odboja opazimo popolni ali delni zrcalni odboj. To so gladka in rahlo razburkana vodna površina, led, sneg, pokrit s poparkom.[ ...]

Očitno je, da se bo za dani albedo enkratnega sipanja absorpcija povečala s povečanjem deleža difuznega sevanja in povprečne množine sipanja. Za stratusne oblake se z večanjem zenitnega kota Sonca absorpcija zmanjšuje (tabela 9.1), saj se albedo plasti oblakov poveča in očitno se povprečna množina sipanja odbitega sevanja zmanjša zaradi močnega širjenja naprej razpršilna indikatrisa. Ta rezultat je skladen z izračuni. Za kumulusne oblake velja obratno razmerje, kar pojasnjujemo z dejstvom, da se pri veliki oblačnosti močno poveča delež difuznega sevanja. Za Q=0° velja neenakost Pst (¿1, zw+1) > РСu, r/+1), kar je posledica dejstva, da ima sevanje, ki izhaja skozi stranice kumulusov, v povprečju manjša sipalna množina. Pri = 60° je učinek, povezan s povečanjem povprečnega deleža difuznega sevanja, močnejši od učinka zaradi zmanjšanja povprečne množine sipanja, zato velja obratna neenakost.[ ...]

Za izračun prostorsko povprečnega albeda se uporablja približek neodvisnih slikovnih pik (IPP). Pomen aproksimacije je, da so sevalne lastnosti vsakega piksla odvisne le od njegove vertikalne optične debeline in niso odvisne od optične debeline sosednjih regij. To pomeni, da zanemarimo učinke, povezane s končnimi dimenzijami slikovnih pik in horizontalnim prenosom sevanja.[ ...]

Poznamo integralni (energijski) albedo za celoten tok sevanja in spektralni albedo za posamezne spektralne dele sevanja, vključno z vizualnim albedom za sevanje v vidnem območju spektra. Ker je spektralni albedo različen za različne valovne dolžine, se A.E.P. spreminja z višino sonca zaradi spremembe v spektru sevanja. Letni potek A.E.P. je odvisen od sprememb v naravi podležeče površine.[ ...]

Izvod 911/dC je razlika med povprečnim albedom stratusnih in kumulusnih oblakov, ki je lahko pozitiven ali negativen (glej sliko 9.5, a).[ ...]

Poudarjamo, da se pri nizkih vrednostih vlažnosti kopenski albedo najbolj močno spremeni, majhna nihanja vsebnosti vlage na celinah pa bi morala povzročiti znatna nihanja albeda in posledično temperature. Zvišanje globalne temperature zraka povzroči povečanje vsebnosti vlage v njem (toplo ozračje vsebuje več vodne pare) in povečanje izhlapevanja vode Svetovnega oceana, kar posledično prispeva k padavinam na kopnem. Nadaljnje zvišanje temperature in vlažnosti celin zagotavlja povečan razvoj naravnega rastlinskega pokrova (na primer produktivnost tropskih deževnih gozdov na Tajskem je 320 centov suhe teže na 1 ha, puščavske stepe Mongolije pa 24 centnerjev). To pripomore k še večjemu zmanjšanju albeda kopnega, poveča se količina absorbirane sončne energije, posledično pride do nadaljnjega naraščanja temperature in vlažnosti.[ ...]

S piranometrom lahko enostavno določite tudi albedo zemeljske površine, količino sevanja, ki zapusti kabino itd. Od instrumentov, ki jih proizvaja industrija, je priporočljivo uporabljati piranometer M-80 v paru z GSA-1. kazalni galvanometer.[ ...]

Vpliv oblačnosti na biosfero je raznolik. Vpliva na Zemljin albedo, prenaša vodo s površine morij in oceanov na kopno v obliki dežja, snega, toče, ponoči pa kot odeja prekrije Zemljo in zmanjša njeno sevalno ohlajanje.[ ...]

Ravnotežje sevanja se lahko bistveno spreminja glede na albedo zemeljske površine, to je razmerje med odbito in vhodno sončno svetlobno energijo, izraženo v delčkih enote. Najvišji albedo (0,8-0,9) imajo suh sneg in nanosi soli; povprečne vrednosti albeda - vegetacija; najmanjša - vodna telesa (rezervoarji in površine, nasičene z vodo) - 0,1-0,2. Albedo vpliva na neenakomerno oskrbo s sončno energijo različno kakovostnih površin Zemlje in zraka ob njej: polov in ekvatorja, kopnega in oceana, različnih delov kopnega, odvisno od narave površine itd.[ ...]

Navsezadnje je treba upoštevati tako pomembne podnebne parametre, kot je albedo - funkcija vlažnosti. Albedo močvirij je na primer nekajkrat manjši od albeda puščav. In to je jasno razvidno iz satelitskih podatkov, po katerih ima puščava Sahara zelo visok albedo. Tako se je izkazalo, da ko se zemlja zmoči, pride tudi do pozitivne povratne informacije. Vlažnost narašča, planet se bolj segreva, oceani bolj izhlapevajo, več vlage pade na kopno, vlaga spet narašča. To pozitivno razmerje je poznano v klimatologiji. In drugo pozitivno povezavo sem že omenil pri analizi dinamike nihanj gladine Kaspijskega morja.[ ...]

V drugi različici izračuna je bilo predpostavljeno, da se je stopnja odvisnosti albeda od zalog vlage v zemlji zmanjšala za 4-krat, stopnja odvisnosti količine padavin od temperature pa se je zmanjšala za faktor dva. Izkazalo se je, da ima tudi v tem primeru sistem enačb (4.4.1) kaotične rešitve. Z drugimi besedami, učinek kaosa je pomemben in traja v širokem razponu sprememb parametrov hidroklimatskega sistema.[...]

Razmislimo še o vplivu ledene odeje. Po uvedbi empiričnih podatkov o albedu je Budyko enačbi, ki povezuje temperaturo in sevanje, dodal člen, ki upošteva nelinearno odvisnost vpliva ledene prevleke, ki je vzrok za učinek samoojačitve.[ .. .]

Večkratno sipanje igra pomembno vlogo pri oblikovanju sevalnega polja v oblakih, zato albedo L in prenos difuznega sevanja (dosežejo velike vrednosti tudi v tistih pikslih, ki se nahajajo zunaj oblakov (slika 9.4, b, d) Oblaki imajo različne debeline, ki se pri določeni realizaciji oblačnega polja gibljejo od 0,033 do 1,174 km Sevalno polje, ki ga odbija posamezen oblak, se razširi v prostoru in prekriva s sevalnimi polji drugih oblakov, preden doseže ravnino r-AH. , kjer je določen albedo. Učinki širjenja in prekrivanja toliko zgladijo odvisnost albeda od vodoravnih koordinat, da so številne podrobnosti prikrite in je težko vizualno obnoviti pravo sliko porazdelitve oblakov v prostoru z uporabo znanih vrednosti albeda (Sl. 9.4, a, b). Vrhovi najmočnejših oblakov so jasno vidni, saj v tem primeru vpliv zgornjih učinkov ni zadosten. Albedo se giblje od 0,24 do 0,65, njegova povprečna vrednost pa je 0,33.[ . ..]

Zaradi večkratnega sipanja v sistemu "atmosfera-spodnja površina" se pri visokih vrednostih albeda poveča razpršeno sevanje. V tabeli. 2.9, sestavljen po podatkih K. Ya. Kondratieva, prikazuje vrednosti razpršenega toka sevanja A za nebo brez oblakov in različne vrednosti albeda podzemne površine (/ha = 30 °).[ ...]

Druga razlaga se nanaša na rezervoarje. V energijsko bilanco so vključeni kot kompleksi, ki spreminjajo albedo naravne površine. In to je res, glede na velika območja rezervoarjev, ki še naprej rastejo.[ ...]

Sevanje, ki se odbije od zemeljske površine, je najpomembnejša sestavina njene sevalne bilance. Integralni albedo naravnih površin se spreminja od 4-5 % za globoka vodna telesa na sončnih višinah nad 50° do 70-90 % za čist suh sneg. Za vse naravne površine je značilna odvisnost albeda od višine Sonca. Največje spremembe v albedu opazimo od sončnega vzhoda do njegove višine nad obzorjem približno 30 %.[ ...]

Povsem drugačno sliko opazimo v tistih spektralnih intervalih, kjer sami delci oblaka intenzivno absorbirajo in je albedo enkratnega sipanja majhen (0,5 - 0,7). Ker se znaten del sevanja absorbira med vsakim dogodkom sipanja, bo albedo oblaka nastal predvsem zaradi prvih nekaj mnogokratnosti sipanja in bo zato zelo občutljiv na spremembe indikatrise sipanja. Prisotnost kondenzacijskega jedra ne more več bistveno spremeniti albeda enkratnega sipanja. Zaradi tega pri valovni dolžini 3,75 μm prevladuje indikatrični učinek aerosola in spektralni albedo oblakov se poveča za približno 2-krat (tabela 5.2). Pri nekaterih valovnih dolžinah lahko učinek zaradi absorpcije z dimnim aerosolom natančno kompenzira učinek zaradi zmanjšanja velikosti kapljic oblaka in albedo se ne bo spremenil.[...]

Metoda RPMS ima, kot smo videli, številne pomanjkljivosti, povezane z učinkom aerosola in potrebo po uvedbi popravkov za albedo troposfere in podzemne površine. Ena temeljnih omejitev metode je nezmožnost pridobivanja informacij iz delov atmosfere, ki niso osvetljeni s Soncem. Metoda za opazovanje intrinzične emisije ozona v pasu 9,6 μm je prikrajšana za to pomanjkljivost. Tehnično je metoda enostavnejša in omogoča meritve na daljavo na dnevni in nočni polobli, na poljubnem geografskem območju. Interpretacija rezultatov je enostavnejša v smislu, da lahko v obravnavanem območju spektra zanemarimo procese sipanja in vpliv direktnega sončnega sevanja. Idejno ta metoda sodi med klasične metode inverznih problemov satelitske meteorologije v IR območju. Osnova za reševanje tovrstnih problemov je enačba prenosa sevanja, ki se je prej uporabljala v astrofiziki. Oblikovanje in splošne značilnosti problemov meteorološkega sondiranja in matematičnih vidikov rešitve so vsebovane v temeljni monografiji K. Ya. Kondratieva in Yu. M. Timofeeva.[...]

U.K.R. za Zemljo kot celoto, izražen kot odstotek dotoka sončnega sevanja na zgornjo mejo atmosfere, se imenuje zemeljski albedo ali planetarni albedo (Zemlje).[ ...]

[ ...]

Res pa je, da zmanjšanje vsebnosti vodne pare pomeni tudi zmanjšanje oblačnosti in oblaki so glavni dejavnik, ki poveča Zemljin albedo ali ga zmanjša, če se oblačnost zmanjša.[ ...]

Potrebni so tudi natančnejši podatki o fotodisociacijskih procesih (02, NO2, H2O2 itd.), to je o absorpcijskih prerezih in kvantnih izkoristkih, pa tudi o vlogi aerosolnega sipanja svetlobe in albeda v procesu disociacije. Zelo zanimiva je tudi variabilnost kratkovalovnega dela sončnega spektra skozi čas.[ ...]

Pomembno je omeniti, da ima fitoplankton večjo odbojnost (Lx 0,5) pri valovnih dolžinah sončnega sevanja L > 0,7 µm kot pri krajših X (Lx 0,1). Takšen spektralni potek albeda je povezan s potrebo alg, da na eni strani absorbirajo fotosintetično aktivno sevanje (slika 2.29), na drugi strani pa zmanjšajo pregrevanje. Slednje dosežemo kot rezultat odboja sevanja daljših valovnih dolžin s strani fitoplanktona. Predvidevamo lahko, da so formule, podane v razdelku 2.2, primerne tudi za izračun parametrov toplotnih tokov, kot so vhodno in odhodno sevanje, emisijska sposobnost in albedo, pod pogojem, da imajo podatki o Ha in drugih meteoroloških elementih tudi potrebno višjo časovno ločljivost (tj. dobljeno s krajšim časovnim korakom).[ ...]

Iz fizikalno utemeljene predpostavke, da koncentracija vodne pare narašča z naraščajočo temperaturo, sledi, da lahko pričakujemo povečanje vsebnosti vode, katere povečanje povzroči povečanje albeda oblakov, vendar le malo vpliva na njihovo dolgotrajnost. sevanje valov, z izjemo cirusov, ki niso popolnoma črni. To zmanjša segrevanje ozračja in površja s sončnim sevanjem in s tem temperaturo ter je primer negativne povratne informacije oblak-sevanje. Ocene vrednosti parametra X te povratne zveze se razlikujejo v širokem območju od 0 do 1,9 W-m 2-K 1 . Opozoriti je treba, da je nezadostno podroben opis fizikalnih, optičnih in sevalnih lastnosti oblakov ter neupoštevanje njihove prostorske heterogenosti eden glavnih virov negotovosti v študijah o problemu globalnih podnebnih sprememb.[ . ..]

Drugi dejavnik, ki je bil prav tako zanemarjen, je, da lahko sproščeni aerosol znatno oslabi sončno sevanje, ki obnovi ozon v ozračju. Povečanje albeda zaradi povečanja vsebnosti aerosolov v stratosferi bi moralo povzročiti znižanje temperature, kar upočasni obnavljanje ozona. Tu pa je treba opraviti podrobne izračune z različnimi modeli aerosolov, saj mnogi aerosoli opazno absorbirajo sončno sevanje, kar povzroči nekaj segrevanja ozračja.[ ...]

Predvideva se, da lahko povečanje vsebnosti CO2 v atmosferi za 60 % trenutne ravni povzroči dvig temperature zemeljskega površja za 1,2 - 2,0 °C. Obstoj povratne zveze med snežno odejo, albedom in površinsko temperaturo naj bi privedel do tega, da so temperaturne spremembe lahko še večje in povzročijo radikalne podnebne spremembe na planetu z nepredvidljivimi posledicami.[ ...]

Naj en sam tok sončnega sevanja pade na zgornjo mejo oblačne plasti v ravnini X01: in ср0 = 0 sta zenitni in azimutni kot Sonca. V vidnem območju spektra lahko Rayleighovo in aerosolno sipanje svetlobe zanemarimo; Postavimo albedo podzemne površine na nič, kar približno ustreza albedu oceana. Izračuni statističnih karakteristik polja vidnega sončnega sevanja, opravljeni pri neničelnem albedu Lambertovega podlega, so v besedilu posebej označeni. Indikator sipanja je izračunan po teoriji Mie za modelni oblak Cx [1] in valovno dolžino 0,69 μm. Oblačno polje ustvari Poissova skupina točk v prostoru.[ ...]

Fizični mehanizem nestabilnosti je, da stopnja kopičenja zalog zemeljske vlage zaradi padavin presega stopnjo njihovega zmanjšanja zaradi rečnega odtoka, povečanje zemeljske vlage, kot je prikazano zgoraj, pa povzroči zmanjšanje albeda Zemlje in nato realizirana je pozitivna povratna informacija, kar vodi v podnebno nestabilnost. V bistvu to pomeni, da je Zemlja nenehno prehlajena (ledeniška obdobja, ohlajanje podnebja) ali pregreta (segrevanje in vlaženje podnebja, povečan razvoj rastlinskega pokrova - režim "mokre in zelene" Zemlje) ..[ ... ]

Upoštevati je treba, da natančnost ocen tako učinka tople grede kot celote kot njegovih komponent še vedno ni absolutna. Ni jasno, na primer, kako lahko natančno upoštevamo toplogredno vlogo vodne pare, ki ob nastanku oblakov postane močan dejavnik povečanja albeda Zemlje. Stratosferski ozon ni toliko toplogredni kot protitoplogredni plin, saj odbija približno 3 % vhodnega sončnega sevanja. Prah in drugi aerosoli, zlasti žveplove spojine, oslabijo segrevanje zemeljskega površja in spodnje atmosfere, čeprav delujejo v nasprotni vlogi za toplotno bilanco puščavskih območij.[ ...]

Torej bo absorpcija in odboj sončnega sevanja z aerosolnimi delci povzročila spremembo sevalnih značilnosti ozračja, splošno hlajenje zemeljske površine; bo vplivalo na kroženje ozračja na makro in mezo ravni. Pojav številnih kondenzacijskih jeder bo vplival na nastanek oblakov in padavin; bo prišlo do spremembe albeda zemeljske površine. Izhlapevanje vode iz oceanov bo ob prisotnosti dotoka hladnega zraka s celin povzročilo močne padavine na obalnih območjih in na celinah; vir energije, ki lahko povzroči nevihto, bo toplota izhlapevanja.[ ...]

Pri reševanju tridimenzionalne transportne enačbe so bili uporabljeni periodični robni pogoji, ki predpostavljajo, da je plast 0[ ...]

Površinski sloj troposfere je v največji meri izpostavljen antropogenemu vplivu, katerega glavna vrsta je kemično in toplotno onesnaženje zraka. Na temperaturo zraka najbolj vpliva urbanizacija ozemlja. Temperaturne razlike med urbaniziranim območjem in okoliškimi nerazvitimi območji so povezane z velikostjo mesta, gostoto pozidave in sinoptičnimi razmerami. V vsakem mestu je trend naraščanja temperature. Za velika mesta v zmernem pasu je temperaturni kontrast med mestom in predmestjem 1-3 ° C. V mestih se albedo spodnje površine zmanjša (razmerje odbitega sevanja do celotnega) zaradi videza zgradb, objektov, umetnih premazov, se tukaj intenzivneje absorbira sončno sevanje, akumulirano v konstrukcijah zgradbe absorbirajo toploto podnevi z vrnitvijo v ozračje zvečer in ponoči. Poraba toplote za izhlapevanje se zmanjša, saj se površine z odprto zemljo, ki jih zasedajo zelene rastline, zmanjšajo, hitro odstranjevanje padavin s kanalizacijskimi sistemi deževnice pa ne omogoča ustvarjanja zaloge vlage v tleh in površinskih vodah. Razvoj mest vodi v nastanek območij stagnacije zraka, kar vodi do njegovega pregrevanja; preglednost zraka se spremeni tudi v mestu zaradi povečane vsebnosti nečistoč iz industrijskih podjetij in prometa. V mestu se zmanjša skupno sončno obsevanje, pa tudi prihajajoče infrardeče sevanje zemeljskega površja, kar skupaj s toplotnim prenosom zgradb vodi do pojava lokalnega "tople grede", tj. mesto je "pokrito" z odejo toplogrednih plinov in aerosolnih delcev. Pod vplivom urbanega razvoja se količina padavin spreminja. Glavni dejavnik pri tem je radikalno zmanjšanje prepustnosti podzemnega površja za padavine in ustvarjanje mrež za preusmerjanje površinskega odtoka od mesta. Pomen ogromne količine zgorelega ogljikovodikovega goriva je velik. Na ozemlju mesta v topli sezoni se zmanjšajo vrednosti absolutne vlažnosti in obratna slika v hladni sezoni - v mestu je vlažnost višja kot zunaj mesta.[ ...]

Razmislimo o nekaterih osnovnih lastnostih kompleksnih sistemov, pri čemer upoštevamo konvencionalnost izraza "kompleks". Ena od glavnih značilnosti sistema, zaradi katere ga obravnavamo kot samostojen objekt, je, da je sistem vedno nekaj več kot vsota njegovih sestavnih elementov. To je razloženo z dejstvom, da so najpomembnejše lastnosti sistema odvisne od narave in števila povezav med elementi, kar daje sistemu možnost, da sčasoma spremeni svoje stanje, da ima zelo različne reakcije na zunanje vplive. Raznolikost povezav pomeni, da obstajajo povezave različnih »teh ali »moči«; poleg tega se v sistemu pojavijo povratne informacije z različnimi znaki delovanja - pozitivnimi in negativnimi. Elementi ali podsistemi, povezani s pozitivnimi povratnimi zvezami, se medsebojno krepijo, kar povzroča nestabilnost v sistemu, če niso omejeni z drugimi povezavami. Na primer, zvišanje povprečne temperature na Zemlji vodi do taljenja polarnega in gorskega ledu, zmanjšanja albeda in absorpcije več energije od Sonca. To povzroča nadaljnje zvišanje temperature, pospešeno zmanjševanje površine ledenikov - odsevnikov sevalne energije Sonca itd. Če ne bi bilo številnih drugih dejavnikov, ki vplivajo na povprečno temperaturo površine planeta, bi lahko Zemlja obstajajo le kot "led", ki odseva skoraj vse sončno sevanje, ali kot rdeče vroč, kot Venera, planet brez življenja.

Dolgoročni trend albeda je usmerjen v ohlajanje. V zadnjih letih satelitske meritve kažejo rahel trend.

Sprememba Zemljinega albeda lahko močno vpliva na podnebje. Ko se albedo ali odbojnost poveča, se več sončne svetlobe odbije nazaj v vesolje. To ima hladilni učinek na globalne temperature. Ravno nasprotno, zmanjšanje albeda segreje planet. Sprememba albeda le za 1 % daje sevalni učinek 3,4 W/m2, kar je primerljivo z učinkom podvojitve CO2. Kako je albedo vplival na globalne temperature v zadnjih desetletjih?

Trendi albeda do leta 2000

Zemljin albedo določa več dejavnikov. Sneg in led dobro odbijata svetlobo, zato se albedo zniža, ko se stopita. Gozdovi imajo nižji albedo kot odprti prostori, zato krčenje gozdov povečuje albedo (recimo, da krčenje gozdov ne bo ustavilo globalnega segrevanja). Aerosoli neposredno in posredno vplivajo na albedo. Neposredni vpliv je odboj sončne svetlobe v prostor. Posredni učinek je delovanje aerosolnih delcev kot središč kondenzacije vlage, kar vpliva na nastanek in življenjsko dobo oblakov. Oblaki pa na več načinov vplivajo na globalne temperature. Hladijo podnebje z odbijanjem sončne svetlobe, lahko pa imajo tudi učinek segrevanja z zadrževanjem izhodnega infrardečega sevanja.

Vse te dejavnike je treba upoštevati pri seštevanju različnih sevalnih sil, ki določajo podnebje. Sprememba rabe zemljišč se izračuna iz zgodovinskih rekonstrukcij sprememb sestave obdelovalnih površin in pašnikov. Opazovanja s satelitov in s tal omogočajo določanje trendov ravni aerosolov in albeda oblakov. Vidimo lahko, da je albedo oblakov najmočnejši dejavnik različnih vrst albeda. Dolgoročni trend je v smeri ohlajanja, vpliv je -0,7 W/m2 od 1850 do 2000.

Slika 1 Povprečni letni skupni vpliv sevanja(2. poglavje IPCC AR4).

Trendi albeda od leta 2000.

Eden od načinov za merjenje Zemljinega albeda je lunina pepelna svetloba. To je sončna svetloba, ki jo najprej odbije Zemlja in nato Luna ponoči odbije nazaj na Zemljo. Pepelnato svetlobo Lune meri Big Bear Solar Observatory od novembra 1998 (več meritev je bilo opravljenih tudi v letih 1994 in 1995). Slika 2 prikazuje spremembe albeda iz rekonstrukcije satelitskih podatkov (črna črta) in iz meritev svetlobe luninega pepela (modra črta). (Palle 2004).

Slika 2 Spremembe albeda, rekonstruirane iz satelitskih podatkov ISCCP (črna črta) in spremembe pepelaste svetlobe lune (črna črta). Desna navpična skala prikazuje negativno sevalno silo (tj. hlajenje) (Palle 2004).

Podatki na sliki 2 so problematični. Črna črta, rekonstrukcija satelitskih podatkov ISCCP" je izključno statistični parameter in ima majhen fizični pomen, ker ne upošteva nelinearnih odnosov med oblaki in lastnostmi površja ter planetarnim albedom, niti ne vključuje sprememb albeda aerosolov, kot so tiste, povezane z goro Pinatubo ali antropogenimi emisijami sulfata(Prava klima).

Še bolj problematičen je vrh albeda okoli leta 2003, viden v lunini modri pepelnati svetlobni liniji. Močno je v nasprotju s satelitskimi podatki, ki trenutno kažejo rahel trend. Za primerjavo lahko spomnimo na izbruh Pinatubo leta 1991, ki je ozračje napolnil z aerosoli. Ti aerosoli odbijajo sončno svetlobo in ustvarjajo negativno sevalno silo 2,5 W/m2. To je drastično znižalo globalno temperaturo. Podatki o pepelni svetlobi so takrat pokazali izpostavljenost skoraj -6 W/m2, kar naj bi pomenilo še večji padec temperature. V letu 2003 ni bilo podobnih dogodkov. (Wielicki 2007).

Leta 2008 je bil odkrit razlog za neskladje. Observatorij Big Bear je leta 2004 namestil nov teleskop za merjenje lunine pepelnice. Z novimi izboljšanimi podatki so ponovno umerili svoje stare podatke in revidirali svoje ocene albeda (Palle 2008). riž. 3 prikazuje stare (črna črta) in posodobljene (modra črta) vrednosti albeda. Nenormalni vrh leta 2003 je izginil. Ohranil pa se je trend naraščanja albeda od leta 1999 do 2003.

riž. 3 Sprememba zemeljskega albeda glede na meritve pepelnate svetlobe lune. Črna črta je sprememba albeda glede na objavo iz leta 2004 (Palle 2004). Modra črta - posodobljene spremembe albeda po izboljšanem postopku analize podatkov, vključuje tudi podatke v daljšem časovnem obdobju (Palle 2008).

Kako natančno je albedo določen iz lunine pepelnate svetlobe? Metoda ni globalnega obsega. Pri vsakem opazovanju prizadene približno tretjino Zemlje, nekatera področja vedno ostanejo »nevidna« z mesta opazovanja. Poleg tega so meritve redke in se izvajajo v ozkem območju valovnih dolžin 0,4–0,7 µm (Bender 2006).

Nasprotno pa so satelitski podatki, kot je CERES, globalna meritev zemeljskega kratkovalovnega sevanja, vključno z vsemi učinki površinskih in atmosferskih lastnosti. V primerjavi z meritvami svetlobe pepela pokrivajo širši razpon (0,3–5,0 µm). Analiza podatkov CERES ne kaže dolgoročnega trenda albeda od marca 2000 do junija 2005. Primerjava s tremi neodvisnimi nizi podatkov (MODIS, MISR in SeaWiFS) kaže "izjemno prileganje" za vse 4 rezultate (Loeb 2007a).

riž. 4 Mesečne spremembe povprečnega toka CERES SW TOA in deleža oblakov MODIS ().

Albedo vpliva na globalne temperature – večinoma v smeri ohlajanja v dolgoročnem trendu. Kar zadeva nedavne trende, podatki o pepelnici kažejo povečanje albeda od leta 1999 do leta 2003 z malo spremembami po letu 2003. Sateliti kažejo malo sprememb od leta 2000. Sevanje zaradi sprememb albeda je bilo v zadnjih letih minimalno.