Суперкомп’ютерна модель NASA показує, як парникові гази, такі як вуглекислий газ (CO2) – головний двигун глобального потепління – коливаються в атмосфері Землі протягом року. Вищі концентрації показані червоним кольором. Подяки: Студія візуалізації науки НАСА / Глобальне бюро моделювання та асиміляції НАСА
Земельна ділянка на бюджеті – а Енергетичний бюджет. Наша планета постійно намагається збалансувати потік енергії в і поза земною системою. Але людська діяльність порушує цей баланс, змушуючи нашу планету зігріватися у відповідь.
Променева енергія потрапляє в земну систему від сонячного світла, яке світить на нашій планеті. Частина цієї енергії відбивається від поверхні Землі або атмосфери в космос. Решта поглинається, планета нагрівається, а потім випромінюється у вигляді теплового випромінювання так само, як чорний асфальт нагрівається і випромінює тепло в сонячний день. Зрештою, ця енергія також спрямована в космос, але частина з них поглинається хмарами та парниковими газами в атмосферу. Поглинена енергія також може викидатися назад до землі, де вона ще більше нагріває поверхню.
Додавання більшої кількості компонентів, що поглинають випромінювання – наприклад, парникових газів, – або видалення тих, що їх відображають, – таких як аерозоль – порушує енергетичний баланс Землі і змушує Землю поглинати більше енергії, замість того, щоб втікати в космос. Це називається випромінюванням, і це домінуючий спосіб впливу людської діяльності на клімат.
Спрощена анімація планетарного енергетичного балансу: збалансування енергії планети між надходить (жовтим) та вихідним випромінюванням (червоним). На Землі природні та людські процеси впливають на кількість енергії, яку отримують, а також викидають у космос. Це дослідження відфільтровує відмінності в енергетичному бюджеті Землі внаслідок процесів зворотного зв’язку та виявляє енергетичні зміни через аерозолі та викиди парникових газів. Кредит: Концептуальна лабораторія візуалізації Центру космічних польотів NASA Годдар
Кліматичне моделювання передбачає, що діяльність людини спричиняє виділення парникових газів та аерозолів, які впливають на енергетичний бюджет Землі. Зараз проф NASA Дослідження вперше підтвердило ці прогнози прямими спостереженнями: радіаційне змушення збільшується внаслідок дій людини, впливаючи на енергетичний баланс планети і в кінцевому підсумку спричиняючи кліматичні зміни. Стаття була опублікована в Інтернеті 25 березня 2021 року в журналі Геофізичні дослідницькі листи.
“Це перший розрахунок загальної радіаційної сили Землі за допомогою глобальних спостережень з урахуванням впливу аерозолів і парникових газів”, – сказав Райан Крамер, старший автор статті та дослідник Центру космічних польотів NASA “Годдард” у Грінбелті, штат Меріленд . І Університет штату Меріленд, округ Балтімор. “Це прямий доказ того, що діяльність людини спричиняє зміни в енергетичному бюджеті Землі”.
Агенція NASA Хмари та сяюча енергетична система Землі (CERES) Проект вивчає потік випромінювання у верхній частині атмосфери Землі. Серія пристроїв CERES постійно літає на супутниках з 1997 року. Кожен вимірює кількість енергії, що надходить у земну систему, і кількість листків, що дає загальну зміну радіації. Ці дані в поєднанні з іншими джерелами даних, такими як вимірювання температури океану, показують, що на нашій планеті існує енергетичний дисбаланс.
“Але це не говорить нам, які фактори викликають зміни в енергетичному балансі”, – сказав Крамер.
Прилади НАСА CERES контролюють енергетичний баланс Землі. Це зображення показує, як різницю між енергією, що надходить і відбитою короткохвильовою енергією – поглиненою сонячною енергією – можна порівняти з випромінюванням, випромінюваним довгими хвилями, для визначення чистої зміни енергії Землі. Кредит: Наукова візуалізаційна студія NASA
Це дослідження використовувало нову методику для аналізу загальної зміни енергії, спричиненої людиною. Дослідники підрахували величину дисбалансу, спричинену коливаннями факторів, які часто трапляються в природі, таких як водяна пара, хмари, температура та поверхневе альбедо (головним чином яскравість або відображення поверхні Землі). Наприклад, файл Атмосферний інфрачервоний зонд (AIRS) Прилад на супутнику НАСА Aqua вимірює водяну пару в атмосфері Землі. Водяна пара поглинає енергію у вигляді тепла, тому зміни водяної пари вплинуть на кількість енергії, яка в кінцевому підсумку виходить із системи Землі. Дослідники розрахували зміну енергії внаслідок кожного з цих природних факторів, а потім відняли значення із загальної суми. Частина, що залишилася – це випромінювальна сила.
Команда виявила, що людська діяльність спричинила збільшення випромінювання на Землі приблизно на 0,5 Вт на квадратний метр з 2003 по 2018 рік. Збільшення в основному пояснюється викидами парникових газів від таких речей, як виробництво електроенергії, транспорт та промислове виробництво. Знижений відбивний аерозоль також сприяє дисбалансу.
Нова техніка обчислювально швидша, ніж попередні методи, засновані на моделі, що дозволяє дослідникам відстежувати випромінювальну силу майже в реальному часі. Цей метод можна використовувати для відстеження впливу впливів викидів людини на клімат, моніторингу успіху різних зусиль щодо пом’якшення наслідків та оцінки моделей для прогнозування майбутніх змін клімату.
“Створення прямого запису про радіаційне примушення, розраховане на основі спостережень, дозволить нам оцінити, наскільки кліматичні моделі імітують ці ефекти”, – сказав Гевін Шмідт, директор Інституту космічних досліджень Годдарда НАСА в Нью-Йорку. “Це дозволить нам робити більш впевнені прогнози щодо зміни клімату в майбутньому”.
Довідково: „Спостережні докази посилення глобального радіаційного впливу” Райана Дж. Крамера, Хоуше, Брайана Дж. Содена, Лазаря Ауропулоса, Гуннара Мейєра, Пірса М. Форстера та Крістофера Дж. Сміта, 25 березня 2021 р., Геофізичні дослідницькі листи.
Doi: 10.1029 / 2020GL091585
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
