11 просмотров

Прямые наблюдения подтверждают, что люди выводят энергетический баланс Земли из равновесия

Водовороты и облака, показывающие, как парниковые газы колеблются в атмосфере Земли, с более высокими концентрациями CO2, показанными красным цветом.

Исследование НАСА подтвердило прямыми доказательствами того, что деятельность человека меняет энергетический баланс Земли, улавливая гораздо больше солнечной энергии, чем уходит обратно в космос.

У Земли есть бюджет – энергетический бюджет. Наша планета постоянно пытается сбалансировать поток энергии в систему Земли и из нее. Но деятельность человека выводит это из равновесия, заставляя нашу планету нагреваться в ответ.

Энергия излучения поступает в систему Земли от солнечного света, который освещает нашу планету. Часть этой энергии отражается от поверхности Земли или атмосферы обратно в космос. Остальное поглощается, нагревает планету, а затем излучается в виде тепловой радиационной энергии так же, как черный асфальт нагревается и излучает тепло в солнечный день. В конце концов эта энергия также направляется в космос, но часть ее повторно поглощается облаками и парниковыми газами в атмосфере. Поглощенная энергия может также излучаться обратно к Земле, где она еще больше нагреет поверхность.

Добавление большего количества компонентов, поглощающих радиацию, таких как парниковые газы, или удаление тех, которые ее отражают, например аэрозолей, нарушает энергетический баланс Земли и приводит к тому, что Земля поглощает больше энергии, а не улетучивается в космос. Это называется радиационным воздействием, и это основной способ воздействия человека на климат.

Упрощенная анимация планетарного энергетического баланса Земли.

Моделирование климата предсказывает, что деятельность человека вызывает выброс парниковых газов и аэрозолей, которые влияют на энергетический баланс Земли. Теперь исследование НАСА впервые подтвердило эти прогнозы прямыми наблюдениями: радиационное воздействие увеличивается из-за действий человека, влияя на энергетический баланс планеты и в конечном итоге вызывая изменение климата. Статья была опубликована в Интернете 25 марта 2021 года в журнале Geophysical Research Letters.

Статья в тему:  Как глобальное потепление влияет на бедные страны для детей

«Это первый расчет общего радиационного воздействия Земли с использованием глобальных наблюдений с учетом воздействия аэрозолей и парниковых газов», — сказал Райан Крамер, первый автор статьи и исследователь Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. и Университет Мэриленда, округ Балтимор. «Это прямое свидетельство того, что деятельность человека вызывает изменения в энергетическом балансе Земли».

Проект НАСА «Облака и система лучистой энергии Земли» (CERES) изучает поток радиации в верхних слоях атмосферы Земли. С 1997 года ряд приборов CERES постоянно летает на спутниках. Каждый из них измеряет, сколько энергии входит в систему Земли и сколько уходит, что дает общее чистое изменение излучения. Эти данные в сочетании с другими источниками данных, такими как измерения температуры океана, показывают, что на нашей планете существует энергетический дисбаланс.

«Но это не говорит нам, какие факторы вызывают изменения в энергетическом балансе», — сказал Крамер.

Глобусы атмосферных данных, показывающие, что поглощенная солнечная энергия за вычетом исходящей длинноволновой энергии равняется чистому излучению.

В этом исследовании использовалась новая техника, чтобы определить, какая часть общего изменения энергии вызвана людьми.Исследователи подсчитали, какая часть дисбаланса была вызвана колебаниями факторов, которые часто возникают естественным образом, таких как водяной пар, облака, температура и альбедо поверхности (по сути, яркость или отражательная способность поверхности Земли). Например, прибор Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) на спутнике NASA Aqua измеряет водяной пар в атмосфере Земли. Водяной пар поглощает энергию в виде тепла, поэтому изменения в водяном паре будут влиять на то, сколько энергии в конечном итоге уходит из системы Земли. Исследователи рассчитали изменение энергии, вызванное каждым из этих природных факторов, а затем вычли значения из общей суммы. Оставшаяся часть представляет собой радиационное воздействие.

Статья в тему:  На какие основные ценности влияет глобальное потепление

Команда обнаружила, что деятельность человека привела к увеличению радиационного воздействия на Землю примерно на 0,5 Вт на квадратный метр с 2003 по 2018 год. Увеличение в основном связано с выбросами парниковых газов от таких вещей, как производство электроэнергии, транспорт и промышленное производство. Уменьшение отражающих аэрозолей также способствует дисбалансу.

Новый метод в вычислительном отношении быстрее, чем предыдущие методы, основанные на моделях, что позволяет исследователям отслеживать радиационное воздействие практически в реальном времени. Этот метод можно использовать для отслеживания того, как антропогенные выбросы влияют на климат, для мониторинга того, насколько хорошо работают различные меры по смягчению последствий, и для оценки моделей для прогнозирования будущих изменений климата.

«Создание прямой записи радиационного воздействия, рассчитанного на основе наблюдений, позволит нам оценить, насколько хорошо климатические модели могут имитировать эти воздействия», — сказал Гэвин Шмидт, директор Института космических исследований Годдарда НАСА (GISS) в Нью-Йорке. «Это позволит нам делать более уверенные прогнозы того, как изменится климат в будущем».

Похожие истории

Новые результаты показывают, что к 2050 году среднее повышение уровня моря приблизится к отметке в 1 фут для большинства береговых линий прилегающих к США территорий. Побережье Мексиканского залива и юго-восток претерпят наибольшие изменения.

Более

Исследование НАСА: повышение уровня моря может превысить оценки для побережья США

15 ноября 2022 г.
Исследование НАСА: повышение уровня моря может превысить оценки для побережья США
Новый анализ показывает, что колебания температуры являются важным фактором риска исчезновения насекомых.

Статья в тему:  Как изменится глобальное потепление на Манхэттене

Более

Изменение климата может поставить больше насекомых под угрозу исчезновения

10 ноября 2022 г.
Изменение климата может поставить больше насекомых под угрозу исчезновения

Арктика страдает от изменения климата больше, чем большинство мест на Земле. Летом 2022 года в рамках кампании НАСА были исследованы таяние вечной мерзлоты, выбросы метана из озер и последствия лесных пожаров на Аляске и северо-западе Канады.

Более

Полевые исследования НАСА «Признаки изменения климата в арктических и бореальных регионах»

2 ноября 2022 г.
Полевые исследования НАСА «Признаки изменения климата в арктических и бореальных регионах»

Исследование источника минеральной пыли на поверхности Земли, созданное, чтобы помочь ученым понять, как пыль влияет на климат, также может точно определить выбросы сильнодействующего парникового газа.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x