Άλμπεντο νερού. Φαινόμενο Albedo και υπερθέρμανση του πλανήτη

Η συνολική ακτινοβολία που έχει φτάσει στην επιφάνεια της γης απορροφάται εν μέρει από το έδαφος και τα υδάτινα σώματα και μετατρέπεται σε θερμότητα· δαπανάται στους ωκεανούς και τις θάλασσες για εξάτμιση και εν μέρει αντανακλάται στην ατμόσφαιρα (ανακλώμενη ακτινοβολία). Η αναλογία της απορροφούμενης και της ανακλώμενης ακτινοβολούμενης ενέργειας εξαρτάται από τη φύση της γης, από τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων στην επιφάνεια του νερού. Δεδομένου ότι είναι πρακτικά αδύνατο να μετρηθεί η απορροφούμενη ενέργεια, προσδιορίζεται η τιμή της ανακλώμενης ενέργειας.

Η ανακλαστικότητα των επιφανειών της γης και του νερού ονομάζεται τους albedo. Υπολογίζεται ως ποσοστό της ανακλώμενης ακτινοβολίας από την προσπίπτουσα σε μια δεδομένη επιφάνεια, μαζί με τη γωνία (ακριβέστερα, το ημίτονο της γωνίας) πρόσπτωσης των ακτίνων και την ποσότητα των οπτικών μαζών της ατμόσφαιρας που διέρχονται, είναι ένας από τους σημαντικότερους πλανητικούς παράγοντες διαμόρφωσης του κλίματος.

Στην ξηρά, το albedo καθορίζεται από το χρώμα των φυσικών επιφανειών. Όλη η ακτινοβολία είναι ικανή να αφομοιώσει ένα εντελώς μαύρο σώμα. Η επιφάνεια του καθρέφτη αντανακλά το 100% των ακτίνων και δεν μπορεί να θερμανθεί. Από τις πραγματικές επιφάνειες, το καθαρό χιόνι έχει το υψηλότερο άλμπεντο. Παρακάτω είναι το άλμπεντο των επιφανειών γης ανά φυσικές ζώνες.

Η τιμή που σχηματίζει το κλίμα της ανακλαστικότητας διαφορετικών επιφανειών είναι εξαιρετικά υψηλή. Σε ζώνες πάγου σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη, η ηλιακή ακτινοβολία, που έχει ήδη εξασθενήσει από τη διέλευση μεγάλου αριθμού οπτικών μαζών της ατμόσφαιρας και πέφτει στην επιφάνεια με οξεία γωνία, αντανακλάται από το αιώνιο χιόνι.

Το albedo μιας επιφάνειας νερού για άμεση ακτινοβολία εξαρτάται από τη γωνία με την οποία πέφτουν οι ακτίνες του ήλιου πάνω της. Οι κάθετες ακτίνες διεισδύουν βαθιά στο νερό και αφομοιώνει τη θερμότητά τους. Οι κεκλιμένες ακτίνες από το νερό αντανακλώνται σαν από έναν καθρέφτη και δεν θερμαίνονται: το albedo της επιφάνειας του νερού σε ύψος Ήλιου 90 "είναι 2%, σε ύψος Ήλιου 20 ° - 78%.

Επιφανειακές όψεις και ζωνικά τοπία Albedo

Φρέσκο ​​ξηρό χιόνι…………………………………………… 80-95

Υγρό χιόνι………………………………………………….. 60-70

Θαλασσινός πάγος…………………………………………………….. 30-40

Τούντρα χωρίς χιονοκάλυψη…………………………….. 18

Σταθερή χιονοκάλυψη σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη 70

Το ίδιο ασταθές………………………………………….. 38

Κωνοφόρα δάση το καλοκαίρι………………………………………………. 10-15

Το ίδιο, με σταθερή χιονοκάλυψη……….. 45

Φυλλοβόλα δάσος το καλοκαίρι…………………………………………. 15-20

Το ίδιο, με κίτρινα φύλλα το φθινόπωρο………………….. 30-40

Λιβάδι…………………………………………………………………… 15-25

Στέπα το καλοκαίρι…………………………………………………….. 18

Άμμος διαφορετικών χρωμάτων……………………………………….. 25-35

Έρημος………………………………………………………….. 28

Σαβάνασε ξηρή περίοδος……………………………………… 24

Το ίδιο και την εποχή των βροχών…………………………………………… δεκαοχτώ

Ολόκληρη η τροπόσφαιρα……………………………………………………… 33

Η Γη στο σύνολό της (πλανήτης)……………………………………….. 45

Για τη διάσπαρτη ακτινοβολία, το albedo είναι κάπως μικρότερο.
Δεδομένου ότι τα 2/3 της επιφάνειας της γης καταλαμβάνεται από τον ωκεανό, η αφομοίωση της ηλιακής ενέργειας από την επιφάνεια του νερού λειτουργεί ως σημαντικός παράγοντας διαμόρφωσης του κλίματος.

Οι ωκεανοί σε υποπολικά γεωγραφικά πλάτη αφομοιώνουν μόνο ένα μικρό κλάσμα της θερμότητας του Ήλιου που τους φτάνει. Οι τροπικές θάλασσες, αντίθετα, απορροφούν σχεδόν όλη την ηλιακή ενέργεια. Το άλμπεντο της επιφάνειας του νερού, όπως και η χιονοκάλυψη των πολικών χωρών, εμβαθύνει τη ζωνική διαφοροποίηση των κλιμάτων.

Στην εύκρατη ζώνη, η ανακλαστικότητα των επιφανειών ενισχύει τη διαφορά μεταξύ των εποχών του έτους. Τον Σεπτέμβριο και τον Μάρτιο, ο Ήλιος βρίσκεται στο ίδιο ύψος πάνω από τον ορίζοντα, αλλά ο Μάρτιος είναι πιο κρύος από τον Σεπτέμβριο, καθώς οι ακτίνες του ήλιου αντανακλώνται από το χιόνι. Η εμφάνιση των πρώτων κίτρινων φύλλων το φθινόπωρο και στη συνέχεια ο παγετός και το προσωρινό χιόνι αυξάνουν το άλμπεντο και μειώνουν τη θερμοκρασία του αέρα. Η σταθερή χιονοκάλυψη που προκαλείται από τις χαμηλές θερμοκρασίες επιταχύνει την ψύξη και περαιτέρω μείωση των χειμερινών θερμοκρασιών.

Η μακροπρόθεσμη τάση albedo στρέφεται προς την ψύξη. Τα τελευταία χρόνια οι δορυφορικές μετρήσεις δείχνουν μια μικρή τάση.

Η αλλαγή του άλμπεντο της Γης είναι δυνητικά ισχυρός αντίκτυπος στο κλίμα. Καθώς το albedo, ή η ανακλαστικότητα, αυξάνεται, περισσότερο ηλιακό φως αντανακλάται πίσω στο διάστημα. Αυτό έχει μια επίδραση ψύξης στις παγκόσμιες θερμοκρασίες. Αντίθετα, η μείωση του albedo θερμαίνει τον πλανήτη. Μια αλλαγή στο albedo μόνο κατά 1% δίνει μια επίδραση ακτινοβολίας 3,4 W/m2, συγκρίσιμη με την επίδραση του διπλασιασμού του CO2. Πώς έχει επηρεάσει το albedo τις παγκόσμιες θερμοκρασίες τις τελευταίες δεκαετίες;

Οι τάσεις του Albedo έως το 2000

Το άλμπεντο της Γης καθορίζεται από διάφορους παράγοντες. Το χιόνι και ο πάγος αντανακλούν καλά το φως, οπότε όταν λιώνουν, το άλμπεντο πέφτει. Τα δάση έχουν χαμηλότερο albedo από τους ανοιχτούς χώρους, επομένως η αποψίλωση των δασών αυξάνει το albedo (ας πούμε ότι η αποψίλωση των δασών δεν θα σταματήσει την υπερθέρμανση του πλανήτη). Τα αερολύματα έχουν άμεση και έμμεση επίδραση στο albedo. Η άμεση επιρροή είναι η αντανάκλαση του ηλιακού φωτός στο διάστημα. Μια έμμεση επίδραση είναι η δράση των σωματιδίων αερολύματος ως κέντρα συμπύκνωσης υγρασίας, η οποία επηρεάζει το σχηματισμό και τη διάρκεια ζωής των νεφών. Τα σύννεφα, με τη σειρά τους, επηρεάζουν τις παγκόσμιες θερμοκρασίες με διάφορους τρόπους. Ψύχουν το κλίμα αντανακλώντας το ηλιακό φως, αλλά μπορούν επίσης να έχουν θερμαντικό αποτέλεσμα διατηρώντας την εξερχόμενη υπέρυθρη ακτινοβολία.

Όλοι αυτοί οι παράγοντες πρέπει να λαμβάνονται υπόψη όταν συνοψίζονται οι διάφορες δυνάμεις ακτινοβολίας που καθορίζουν το κλίμα. Η αλλαγή χρήσης γης υπολογίζεται από ιστορικές ανακατασκευές αλλαγών στη σύνθεση των καλλιεργειών και των βοσκοτόπων. Οι παρατηρήσεις από δορυφόρους και από το έδαφος καθιστούν δυνατό τον προσδιορισμό των τάσεων στο επίπεδο των αερολυμάτων και των νεφών. Μπορεί να φανεί ότι το cloud albedo είναι ο ισχυρότερος παράγοντας από τους διάφορους τύπους albedo. Η μακροπρόθεσμη τάση είναι προς την ψύξη, ο αντίκτυπος είναι -0,7 W/m2 από το 1850 έως το 2000.

Εικ.1 Μέση ετήσια συνολική δύναμη ακτινοβολίας(Κεφάλαιο 2 του IPCC AR4).

Οι τάσεις του Albedo από το 2000.

Ένας τρόπος για να μετρήσετε το άλμπεντο της Γης είναι το φως της στάχτης της Σελήνης. Αυτό είναι το φως του ήλιου, που αρχικά αντανακλάται από τη Γη και στη συνέχεια αντανακλάται πίσω στη Γη από τη Σελήνη τη νύχτα. Το φως της τέφρας της Σελήνης μετρήθηκε από το Ηλιακό Παρατηρητήριο Big Bear από τον Νοέμβριο του 1998 (ένας αριθμός μετρήσεων έγιναν επίσης το 1994 και το 1995). Το Σχ. 2 δείχνει τις αλλαγές albedo από την ανακατασκευή δορυφορικών δεδομένων (μαύρη γραμμή) και από τις μετρήσεις φωτός της σεληνιακής τέφρας (μπλε γραμμή) (Palle 2004).

Εικ.2 Αλλαγές στο albedo που ανακατασκευάστηκαν από δορυφορικά δεδομένα ISCCP (μαύρη γραμμή) και αλλαγές στο φως της τέφρας του φεγγαριού (μαύρη γραμμή). Η δεξιά κατακόρυφη κλίμακα δείχνει την αρνητική δύναμη ακτινοβολίας (δηλαδή ψύξη) (Palle 2004).

Τα δεδομένα στο Σχήμα 2 είναι προβληματικά. Μαύρη γραμμή, ανακατασκευή δορυφορικών δεδομένων ISCCP" είναι μια καθαρά στατιστική παράμετρος και έχει μικρή φυσική σημασία, επειδή δεν λαμβάνει υπόψη τις μη γραμμικές σχέσεις μεταξύ των ιδιοτήτων του νέφους και της επιφάνειας και του πλανητικού albedo, ούτε περιλαμβάνει αλλαγές στο άλμπεδο του αερολύματος, όπως αυτές που σχετίζονται με το όρος Pinatubo ή τις ανθρωπογενείς εκπομπές θειικών αλάτων(Πραγματικό Κλίμα).

Ακόμη πιο προβληματική είναι η αιχμή του albedo γύρω στο 2003, ορατή στη γραμμή φωτός μπλε τέφρας του φεγγαριού. Έρχεται σε πλήρη αντίθεση με τα δορυφορικά δεδομένα που δείχνουν μια μικρή τάση αυτή τη στιγμή. Για σύγκριση, μπορούμε να θυμηθούμε την έκρηξη Pinatubo το 1991, η οποία γέμισε την ατμόσφαιρα με αερολύματα. Αυτά τα αερολύματα αντανακλούσαν το ηλιακό φως, δημιουργώντας αρνητική ακτινοβολία 2,5 W/m2. Αυτό έχει μειώσει δραστικά την παγκόσμια θερμοκρασία. Τα δεδομένα φωτός τέφρας έδειξαν τότε έκθεση σχεδόν -6 W/m2, που θα έπρεπε να σήμαινε ακόμη μεγαλύτερη πτώση της θερμοκρασίας. Δεν συνέβησαν παρόμοια γεγονότα το 2003. (Wielicki 2007).

Το 2008 αποκαλύφθηκε ο λόγος της ασυμφωνίας. Το Παρατηρητήριο Big Bear εγκατέστησε ένα νέο τηλεσκόπιο για τη μέτρηση της σεληνιακής τέφρας το 2004. Με τα νέα βελτιωμένα δεδομένα, βαθμολόγησαν εκ νέου τα παλιά τους δεδομένα και αναθεώρησαν τις εκτιμήσεις τους στο albedo (Palle 2008). Ρύζι. 3 δείχνει τις παλιές (μαύρη γραμμή) και τις ενημερωμένες (μπλε γραμμή) τιμές albedo. Η ανώμαλη κορυφή του 2003 έχει εξαφανιστεί. Ωστόσο, η τάση αύξησης του albedo από το 1999 έως το 2003 έχει διατηρηθεί.

Ρύζι. 3 Αλλαγή στο άλμπεντο της Γης σύμφωνα με τις μετρήσεις του τέφρου φωτός της Σελήνης. Η μαύρη γραμμή είναι οι αλλαγές albedo από μια δημοσίευση του 2004 (Palle 2004). Μπλε γραμμή - ενημερωμένες αλλαγές albedo μετά από βελτιωμένη διαδικασία ανάλυσης δεδομένων, περιλαμβάνει επίσης δεδομένα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα (Palle 2008).

Με πόση ακρίβεια προσδιορίζεται το άλμπεδο από το στάχτη φως του φεγγαριού; Η μέθοδος δεν είναι παγκόσμιας εμβέλειας. Επηρεάζει περίπου το ένα τρίτο της Γης σε κάθε παρατήρηση, ορισμένες περιοχές παραμένουν πάντα «αόρατες» από την τοποθεσία παρατήρησης. Επιπλέον, οι μετρήσεις είναι σπάνιες και γίνονται σε ένα στενό εύρος μήκους κύματος 0,4-0,7 μm (Bender 2006).

Αντίθετα, τα δορυφορικά δεδομένα όπως το CERES είναι μια παγκόσμια μέτρηση της ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων της Γης, συμπεριλαμβανομένων όλων των επιπτώσεων των επιφανειακών και ατμοσφαιρικών ιδιοτήτων. Σε σύγκριση με τις μετρήσεις φωτός τέφρας, καλύπτουν ευρύτερο εύρος (0,3-5,0 μm). Μια ανάλυση των δεδομένων του CERES δεν δείχνει μακροπρόθεσμη τάση albedo από τον Μάρτιο του 2000 έως τον Ιούνιο του 2005. Η σύγκριση με τρία ανεξάρτητα σύνολα δεδομένων (MODIS, MISR και SeaWiFS) δείχνει μια "αξιοσημείωτη προσαρμογή" και για τα 4 αποτελέσματα (Loeb 2007a).

Ρύζι. 4 Μηνιαίες αλλαγές στη μέση ροή CERES SW TOA και στο κλάσμα νέφους MODIS ().

Το Albedo επηρεάζει τις παγκόσμιες θερμοκρασίες - κυρίως προς την κατεύθυνση της ψύξης σε μια μακροπρόθεσμη τάση. Όσον αφορά τις πρόσφατες τάσεις, τα δεδομένα των τέφρας δείχνουν μια αύξηση στο albedo από το 1999 έως το 2003 με μικρή αλλαγή μετά το 2003. Οι δορυφόροι παρουσιάζουν μικρή αλλαγή από το 2000. Η ακτινοβολία από τις αλλαγές albedo ήταν ελάχιστη τα τελευταία χρόνια.

Για να κατανοήσουμε τις διαδικασίες που επηρεάζουν το κλίμα του πλανήτη μας, ας θυμηθούμε ορισμένους όρους.

το φαινόμενο του θερμοκηπίου- αυτή είναι η αύξηση της θερμοκρασίας των κατώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας σε σύγκριση με τη θερμοκρασία της θερμικής ακτινοβολίας του πλανήτη. Η ουσία του φαινομένου έγκειται στο γεγονός ότι η επιφάνεια του πλανήτη απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία, κυρίως στην ορατή περιοχή και, θερμαίνοντας, την εκπέμπει πίσω στο διάστημα, αλλά ήδη στην υπέρυθρη περιοχή. Ένα σημαντικό μέρος της υπέρυθρης ακτινοβολίας της Γης απορροφάται από την ατμόσφαιρα και εν μέρει εκ νέου ακτινοβολείται στη Γη. Αυτή η επίδραση της αμοιβαίας μεταφοράς θερμότητας ακτινοβολίας στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας ονομάζεται φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι ένα φυσικό στοιχείο της θερμικής ισορροπίας της Γης. Χωρίς το φαινόμενο του θερμοκηπίου, η μέση θερμοκρασία επιφάνειας του πλανήτη θα ήταν -19°C αντί για τους πραγματικούς +14°C. Τις τελευταίες δεκαετίες, διάφοροι εθνικοί και διεθνείς οργανισμοί υπερασπίζονται την υπόθεση ότι η ανθρώπινη δραστηριότητα οδηγεί σε αύξηση του φαινομένου του θερμοκηπίου και, ως εκ τούτου, σε πρόσθετη θέρμανση της ατμόσφαιρας. Ταυτόχρονα, υπάρχουν εναλλακτικές απόψεις, για παράδειγμα, η σύνδεση των μεταβολών της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα της Γης με τους φυσικούς κύκλους της ηλιακής δραστηριότητας.(1)

Η πέμπτη έκθεση αξιολόγησης της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή (2013-2014) αναφέρει ότι, με πιθανότητα άνω του 95%, η ανθρώπινη επιρροή είναι η κυρίαρχη αιτία της θέρμανσης που παρατηρείται από τα μέσα του 20ού αιώνα. Η συνέπεια των παρατηρούμενων και των υπολογισμένων αλλαγών σε όλο το κλιματικό σύστημα δείχνει ότι οι παρατηρούμενες κλιματικές αλλαγές προκαλούνται κυρίως από αυξήσεις στις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις αερίων του θερμοκηπίου λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων.

Η τρέχουσα κλιματική αλλαγή στη Ρωσία στο σύνολό της θα πρέπει να χαρακτηριστεί ως συνεχιζόμενη θέρμανση με ρυθμό δυόμισι φορές μεγαλύτερο από τον μέσο ρυθμό υπερθέρμανσης του πλανήτη.(2)

διάχυτη αντανάκλαση- αυτή είναι μια αντανάκλαση της φωτεινής ροής που προσπίπτει στην επιφάνεια, στην οποία η ανάκλαση εμφανίζεται σε γωνία διαφορετική από την προσπίπτουσα. Η διάχυτη ανάκλαση γίνεται εάν οι επιφανειακές ανωμαλίες είναι της τάξης του μήκους κύματος (ή το υπερβαίνουν) και διατάσσονται τυχαία. (3)

Γη Albedo(A.Z.) - Το ποσοστό της ηλιακής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από την υδρόγειο (μαζί με την ατμόσφαιρα) πίσω στο παγκόσμιο διάστημα, στην ηλιακή ακτινοβολία που έφτασε στα όρια της ατμόσφαιρας. Η επιστροφή της ηλιακής ακτινοβολίας από τη Γη αποτελείται από ανάκλαση από την επιφάνεια της γης, διασπορά της άμεσης ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα στον παγκόσμιο χώρο (οπισθοσκέδαση) και ανάκλαση από την άνω επιφάνεια των νεφών. Α. 3. στο ορατό τμήμα του φάσματος (οπτικό) - περίπου 40%. Για την ολοκληρωτική ροή της ηλιακής ακτινοβολίας, το ολοκλήρωμα (ενέργεια) Α. 3. είναι περίπου 35%. Ελλείψει νεφών, η οπτική Α. 3. θα ήταν περίπου 15%. (4)

Φασματικό εύρος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του Ήλιου- εκτείνεται από τα ραδιοκύματα έως τις ακτίνες Χ. Ωστόσο, το μέγιστο της έντασής του πέφτει στο ορατό (κιτρινοπράσινο) μέρος του φάσματος. Στα όρια της ατμόσφαιρας της γης, το υπεριώδες μέρος του ηλιακού φάσματος είναι 5%, το ορατό τμήμα είναι 52% και το υπέρυθρο τμήμα είναι 43%, στην επιφάνεια της Γης το υπεριώδες τμήμα είναι 1%, το ορατό τμήμα είναι 40% και το υπέρυθρο τμήμα του ηλιακού φάσματος είναι 59%. (5)

ηλιακή σταθερά- η συνολική ισχύς της ηλιακής ακτινοβολίας που διέρχεται από μια ενιαία περιοχή, προσανατολισμένη κάθετα στη ροή, σε απόσταση μιας αστρονομικής μονάδας από τον Ήλιο έξω από την ατμόσφαιρα της γης. Σύμφωνα με εξωατμοσφαιρικές μετρήσεις, η ηλιακή σταθερά είναι 1367 W/m².(3)

Έκταση επιφάνειας γης– 510.072.000 km2.

1. Κύριο μέρος.

Οι αλλαγές στο σημερινό κλίμα (προς την κατεύθυνση της θέρμανσης) ονομάζονται υπερθέρμανση του πλανήτη.

Ο απλούστερος μηχανισμός υπερθέρμανσης του πλανήτη είναι ο εξής.

Η ηλιακή ακτινοβολία, που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας, κατά μέσο όρο, αντανακλάται κατά 35%, που είναι το αναπόσπαστο albedo της Γης. Το μεγαλύτερο μέρος του υπόλοιπου απορροφάται από την επιφάνεια, η οποία θερμαίνεται. Το υπόλοιπο προσλαμβάνεται από τα φυτά μέσω της φωτοσύνθεσης.

Η θερμαινόμενη επιφάνεια της Γης αρχίζει να ακτινοβολεί στην υπέρυθρη περιοχή, αλλά αυτή η ακτινοβολία δεν διαφεύγει στο διάστημα, αλλά καθυστερεί από τα αέρια του θερμοκηπίου. Δεν θα εξετάσουμε τύπους αερίων θερμοκηπίου. Όσο περισσότερα αέρια θερμοκηπίου, τόσο περισσότερη θερμότητα ακτινοβολούν πίσω στη Γη και, κατά συνέπεια, τόσο υψηλότερη γίνεται η μέση θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης.

Η Συμφωνία του Παρισιού, μια συμφωνία βάσει της Σύμβασης Πλαίσιο των Ηνωμένων Εθνών για την Κλιματική Αλλαγή, αντιμετωπίζει την ανάγκη «να διατηρηθεί η μέση παγκόσμια άνοδος της θερμοκρασίας «πολύ κάτω» από τους 2 °C και να «καταβληθούν προσπάθειες» να περιοριστούν οι αυξήσεις της θερμοκρασίας στους 1,5 °C». Αλλά σε αυτό, εκτός από τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, δεν υπάρχει αλγόριθμος για την επίλυση αυτού του προβλήματος.

Δεδομένου ότι οι Ηνωμένες Πολιτείες αποχώρησαν από αυτή τη συμφωνία την 1η Ιουνίου 2017, χρειάζεται ένα νέο διεθνές σχέδιο. Και η Ρωσία μπορεί να το προσφέρει.

Το κύριο πλεονέκτημα της νέας συμφωνίας θα πρέπει να είναι ένας σαφής και αποτελεσματικός μηχανισμός για τον μετριασμό των επιπτώσεων των αερίων του θερμοκηπίου στο κλίμα της Γης.

Ο πιο ενδιαφέρον τρόπος για να μειωθεί ο αντίκτυπος των αερίων του θερμοκηπίου στο κλίμα μπορεί να είναι η αύξηση του μέσου όρου αλμπέντο της Γης.

Ας το ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά.

Στη Ρωσία, υπάρχουν περίπου 625.000 χλμ. δρόμων καλυμμένοι με άσφαλτο, στην Κίνα και τις ΗΠΑ - μια τάξη μεγέθους περισσότερο συνολικά.

Ακόμα κι αν υποθέσουμε ότι όλοι οι δρόμοι στη Ρωσία είναι μονής λωρίδας και κατηγορίας 4 (κάτι που είναι παράλογο από μόνο του), τότε το ελάχιστο πλάτος θα είναι 3 μέτρα (σύμφωνα με το SNiP 2.07.01-89). Η έκταση του δρόμου θα είναι 1875 km2. Ή 1.875.000.000 m2.

Η ηλιακή σταθερά έξω από την ατμόσφαιρα, όπως θυμόμαστε, είναι 1,37 kW/m2.

Για απλοποίηση, ας πάρουμε τη μεσαία ζώνη, όπου η ηλιακή ενέργεια στην επιφάνεια της γης (μια μέση τιμή για το έτος) θα είναι περίπου ίση με 0,5 kW/m2.

Καταλαβαίνουμε ότι η ισχύς της ηλιακής ακτινοβολίας πέφτει στους δρόμους της Ρωσικής Ομοσπονδίας 937.500.000 Watt.

Τώρα διαιρούμε αυτόν τον αριθμό με το 2. Η γη γυρίζει. Αποδεικνύεται 468.750.000 watt.

Το μέσο ακέραιο αλμπέντο της ασφάλτου είναι 20%.

Με την προσθήκη pigment ή σπασμένο γυαλί, το ορατό albedo της ασφάλτου μπορεί να αυξηθεί έως και 40%. Η χρωστική ουσία πρέπει να ταιριάζει φασματικά με το εύρος ακτινοβολίας του αστέρα μας. Εκείνοι. έχουν κιτρινοπράσινα χρώματα. Αλλά, ταυτόχρονα - να μην επιδεινωθούν τα φυσικά χαρακτηριστικά του ασφαλτοσκυροδέματος και να είναι όσο το δυνατόν πιο φθηνό και εύκολο στη σύνθεση.

Με τη σταδιακή αντικατάσταση του παλιού ασφαλτικού σκυροδέματος με νέο, στη διαδικασία φυσικής φθοράς του πρώτου, η συνολική αύξηση της ανακλώμενης ακτινοβολίας θα είναι 469 MW x 0,4 (ορατό τμήμα του ηλιακού φάσματος) x0,2 ( διαφορά παλαιού και νέου albedo) 37,5 MW.

Δεν λαμβάνουμε υπόψη την υπέρυθρη συνιστώσα του φάσματος, γιατί θα απορροφηθεί από τα αέρια του θερμοκηπίου.

Σε ολόκληρο τον κόσμο, αυτή η τιμή θα είναι μεγαλύτερη από 500 MW. Αυτό είναι το 0,00039% της συνολικής εισερχόμενης ισχύος ακτινοβολίας στη Γη. Και για να εξαλειφθεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου, είναι απαραίτητο να αντικατοπτρίζεται η ισχύς κατά 3 τάξεις μεγέθους περισσότερο.

Η κατάσταση στον πλανήτη θα επιδεινωθεί και το λιώσιμο των παγετώνων, γιατί. Το άλμπεντο τους είναι πολύ υψηλό.

Η συνολική ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια της γης δεν απορροφάται πλήρως από αυτήν, αλλά αντανακλάται εν μέρει από τη γη. Επομένως, κατά τον υπολογισμό της άφιξης της ηλιακής ενέργειας για ένα μέρος, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η ανακλαστικότητα της επιφάνειας της γης. Η αντανάκλαση της ακτινοβολίας εμφανίζεται επίσης από την επιφάνεια των νεφών. Ο λόγος ολόκληρης της ροής της ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων Rk που ανακλάται από μια δεδομένη επιφάνεια προς όλες τις κατευθύνσεις προς τη ροή ακτινοβολίας Q που προσπίπτει σε αυτήν την επιφάνεια ονομάζεται albedo(Α) δεδομένη επιφάνεια. Αυτή η τιμή

δείχνει πόσο από την ενέργεια ακτινοβολίας που προσπίπτει στην επιφάνεια ανακλάται από αυτήν. Το Albedo εκφράζεται συχνά ως ποσοστό. Τότε

(1.3)

Στον πίνακα. Το Νο. 1.5 δίνει τις τιμές albedo για διάφορους τύπους της επιφάνειας της γης. Από τα δεδομένα του Πίνακα. Το 1.5 δείχνει ότι το φρεσκοπέσιμο χιόνι έχει την υψηλότερη ανακλαστικότητα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, παρατηρήθηκε αλμπέντο χιονιού έως και 87%, και στις συνθήκες της Αρκτικής και της Ανταρκτικής, ακόμη και έως και 95%. Το συσκευασμένο, λιωμένο και ακόμη πιο μολυσμένο χιόνι αντανακλά πολύ λιγότερο. Άλμπεντο διαφόρων εδαφών και βλάστησης, όπως προκύπτει από τον Πίνακα. 4, διαφέρουν σχετικά ελαφρώς. Πολυάριθμες μελέτες έχουν δείξει ότι το άλμπεντο αλλάζει συχνά κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Οι υψηλότερες τιμές albedo παρατηρούνται το πρωί και το βράδυ. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η ανακλαστικότητα των τραχιών επιφανειών εξαρτάται από τη γωνία πρόσπτωσης του ηλιακού φωτός. Με κάθετη πτώση, οι ακτίνες του ήλιου εισχωρούν βαθύτερα στο φυτικό κάλυμμα και απορροφώνται εκεί. Σε χαμηλό ύψος του ήλιου, οι ακτίνες εισχωρούν λιγότερο στη βλάστηση και αντανακλώνται σε μεγαλύτερο βαθμό από την επιφάνειά της. Το άλμπεντο των επιφανειών του νερού είναι, κατά μέσο όρο, μικρότερο από το άλμπεντο της επιφάνειας της γης. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι οι ακτίνες του ήλιου (το βραχέων κυμάτων πράσινο-μπλε τμήμα του ηλιακού φάσματος) διεισδύουν σε μεγάλο βαθμό στα ανώτερα στρώματα του νερού που είναι διαφανή σε αυτά, όπου διασκορπίζονται και απορροφώνται. Από αυτή την άποψη, ο βαθμός της θολότητάς του επηρεάζει την ανακλαστικότητα του νερού.

Πίνακας Νο 1.5

Για μολυσμένα και θολά νερά, το άλμπεντο αυξάνεται αισθητά. Για τη διάσπαρτη ακτινοβολία, το άλμπεντο του νερού είναι κατά μέσο όρο περίπου 8-10%. Για την άμεση ηλιακή ακτινοβολία, το albedo της επιφάνειας του νερού εξαρτάται από το ύψος του ήλιου: με τη μείωση του ύψους του ήλιου, η τιμή του albedo αυξάνεται. Έτσι, με μια καθαρή συχνότητα ακτίνων, μόνο περίπου το 2-5% αντανακλάται. Όταν ο ήλιος είναι χαμηλά πάνω από τον ορίζοντα, αντανακλάται 30-70%. Η ανακλαστικότητα των νεφών είναι πολύ υψηλή. Ο μέσος όρος του cloud albedo είναι περίπου 80%. Γνωρίζοντας την τιμή της επιφανειακής albedo και την τιμή της συνολικής ακτινοβολίας, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η ποσότητα της ακτινοβολίας που απορροφάται από μια δεδομένη επιφάνεια. Εάν το A είναι το albedo, τότε η τιμή a \u003d (1-A) είναι ο συντελεστής απορρόφησης μιας δεδομένης επιφάνειας, που δείχνει ποιο μέρος της ακτινοβολίας που προσπίπτει σε αυτήν την επιφάνεια απορροφάται από αυτήν.

Για παράδειγμα, εάν μια συνολική ροή ακτινοβολίας Q = 1,2 θερμίδες / cm 2 λεπτά πέσει στην επιφάνεια πράσινου χόρτου (A \u003d 26%), τότε το ποσοστό της απορροφούμενης ακτινοβολίας θα είναι

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

και την ποσότητα της απορροφούμενης ακτινοβολίας

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

Το albedo της επιφάνειας του νερού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου, καθώς το καθαρό νερό αντανακλά το φως σύμφωνα με το νόμο του Fresnel.

που Ζ Π – γωνία ζενίθ του ήλιου Ζ 0 είναι η γωνία διάθλασης των ακτίνων του ήλιου.

Στη θέση του Ήλιου στο ζενίθ, το άλμπεντο της επιφάνειας μιας ήρεμης θάλασσας είναι 0,02. Με αύξηση της γωνίας ζενίθ του Ήλιου Ζ Π Το albedo αυξάνεται και φτάνει στο 0,35 at Ζ Π\u003d 85. Ο ενθουσιασμός της θάλασσας οδηγεί σε μια αλλαγή Ζ Π , και μειώνει σημαντικά το εύρος των τιμών albedo, καθώς αυξάνεται σε μεγάλο βαθμό Ζ nΟ ενθουσιασμός επηρεάζει την ανακλαστικότητα όχι μόνο λόγω της κλίσης της επιφάνειας του κύματος σε σχέση με τις ακτίνες του ήλιου, αλλά και λόγω του σχηματισμού φυσαλίδων αέρα στο νερό. Αυτές οι φυσαλίδες διασκορπίζουν το φως σε μεγάλο βαθμό, αυξάνοντας τη διάχυτη ακτινοβολία που βγαίνει από τη θάλασσα. Ως εκ τούτου, κατά τη διάρκεια των κυμάτων υψηλής θάλασσας, όταν εμφανίζονται αφρός και αρνιά, το άλμπεντο αυξάνεται υπό την επίδραση και των δύο παραγόντων. Διάσπαρτη ακτινοβολία εισέρχεται στην επιφάνεια του νερού από διαφορετικές γωνίες. Ασύνεφος ουρανός. Εξαρτάται επίσης από την κατανομή των νεφών στον ουρανό. Επομένως, το άλμπεντο της επιφάνειας της θάλασσας για διάχυτη ακτινοβολία δεν είναι σταθερό. Αλλά τα όρια των διακυμάνσεών του είναι στενότερα 1 από 0,05 έως 0,11. Κατά συνέπεια, το albedo της επιφάνειας του νερού για τη συνολική ακτινοβολία ποικίλλει ανάλογα με το ύψος του Ήλιου, την αναλογία μεταξύ άμεσης και διάσπαρτης ακτινοβολίας, κύματα επιφάνειας της θάλασσας. λαμβάνοντας υπόψη ότι τα βόρεια μέρη των ωκεανών καλύπτονται σε μεγάλο βαθμό με θαλάσσιο πάγο. Σε αυτή την περίπτωση πρέπει να ληφθεί υπόψη και το άλμπεντο του πάγου. Όπως γνωρίζετε, σημαντικές περιοχές της επιφάνειας της γης, ειδικά στα μεσαία και μεγάλα γεωγραφικά πλάτη, καλύπτονται από σύννεφα που αντανακλούν πολύ την ηλιακή ακτινοβολία. Επομένως, η γνώση του cloud albedo παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον. Ειδικές μετρήσεις του cloud albedo πραγματοποιήθηκαν με τη βοήθεια αεροπλάνων και μπαλονιών. Έδειξαν ότι το albedo των νεφών εξαρτάται από το σχήμα και το πάχος τους.Το albedo των νεφών altocumulus και stratocumulus έχει τις υψηλότερες τιμές.σύννεφα Cu - Sc - περίπου 50%.

Τα πιο πλήρη δεδομένα για το cloud albedo που ελήφθησαν στην Ουκρανία. Η εξάρτηση του albedo και της συνάρτησης μετάδοσης p από το πάχος των νεφών, που είναι το αποτέλεσμα της συστηματοποίησης των δεδομένων μέτρησης, δίνεται στον Πίνακα. 1.6. Όπως φαίνεται, η αύξηση του πάχους του νέφους οδηγεί σε αύξηση του albedo και μείωση της λειτουργίας μετάδοσης.

Μέση άλμπεντο για σύννεφα Αγμε μέσο πάχος 430 m είναι 73%, για τα σύννεφα μικρόμεσε μέσο πάχος 350 m - 66%, και οι λειτουργίες μετάδοσης για αυτά τα σύννεφα είναι 21 και 26%, αντίστοιχα.

Το άλμπεντο των νεφών εξαρτάται από το άλμπεντο της επιφάνειας της γης. r 3 πάνω από το οποίο βρίσκεται το σύννεφο. Από φυσική άποψη, είναι σαφές ότι όσο περισσότερο r 3 , τόσο μεγαλύτερη είναι η ροή της ανακλώμενης ακτινοβολίας που περνά προς τα πάνω από το ανώτερο όριο του νέφους. Δεδομένου ότι το albedo είναι ο λόγος αυτής της ροής προς την εισερχόμενη, η αύξηση του albedo της επιφάνειας της γης οδηγεί σε αύξηση του albedo των νεφών. Η μελέτη των ιδιοτήτων των νεφών να αντανακλούν την ηλιακή ακτινοβολία πραγματοποιήθηκε με τη χρήση τεχνητών δορυφόρων μετρώντας τη φωτεινότητα των νεφών Οι μέσες τιμές του cloud albedo που λαμβάνονται από αυτά τα δεδομένα δίνονται στον πίνακα 1.7.

Πίνακας 1.7 - Μέσες τιμές albedo νεφών διαφορετικών μορφών

Σύμφωνα με αυτά τα δεδομένα, το cloud albedo κυμαίνεται από 29 έως 86%. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι τα σύννεφα Cirrus έχουν μικρό albedo σε σύγκριση με άλλες μορφές σύννεφων (με εξαίρεση το cumulus). Μόνο τα σύννεφα cirrostratus, τα οποία είναι παχύτερα, αντανακλούν σε μεγάλο βαθμό την ηλιακή ακτινοβολία (r= 74%).

Το πρόβλημα του κινδύνου αστεροειδών-κομήτη, δηλαδή η απειλή μιας σύγκρουσης μεταξύ της Γης και των μικρών σωμάτων του ηλιακού συστήματος, αναγνωρίζεται σήμερα ως ένα σύνθετο παγκόσμιο πρόβλημα που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα. Αυτή η συλλογική μονογραφία συνοψίζει δεδομένα για όλες τις πτυχές του προβλήματος για πρώτη φορά. Εξετάζονται σύγχρονες ιδέες για τις ιδιότητες των μικρών σωμάτων του Ηλιακού Συστήματος και την εξέλιξη του συνόλου τους, τα προβλήματα ανίχνευσης και παρακολούθησης μικρών σωμάτων. Συζητούνται τα θέματα αξιολόγησης του επιπέδου απειλής και των πιθανών συνεπειών της πτώσης σωμάτων στη Γη, τρόποι προστασίας και μείωσης των ζημιών, καθώς και τρόποι ανάπτυξης εσωτερικής και διεθνούς συνεργασίας για αυτό το παγκόσμιο πρόβλημα.

Το βιβλίο απευθύνεται σε ένα ευρύ φάσμα αναγνωστών. Επιστήμονες, δάσκαλοι, μεταπτυχιακοί φοιτητές και φοιτητές διαφόρων ειδικοτήτων, συμπεριλαμβανομένων, πρώτα απ 'όλα, της αστρονομίας, της φυσικής, των επιστημών της γης, των τεχνικών διαστήματος και, φυσικά, των αναγνωστών που ενδιαφέρονται για την επιστήμη, θα βρουν πολλά ενδιαφέροντα πράγματα για τον εαυτό τους.

Βιβλίο:

<<< Назад

Εμπρός >>>

Οι αστεροειδείς, όπως όλα τα σώματα του ηλιακού συστήματος εκτός από το κεντρικό σώμα, λάμπουν από το ανακλώμενο φως του Ήλιου. Κατά την παρατήρηση, το μάτι καταγράφει τη ροή φωτός που διασκορπίζεται από τον αστεροειδή προς τη Γη και διέρχεται από την κόρη. Ένα χαρακτηριστικό της υποκειμενικής αίσθησης μιας φωτεινής ροής ποικίλης έντασης που προέρχεται από αστεροειδείς είναι η λαμπρότητά τους. Είναι αυτός ο όρος (και όχι φωτεινότητα) που συνιστάται για χρήση στην επιστημονική βιβλιογραφία. Στην πραγματικότητα, το μάτι αντιδρά στον φωτισμό του αμφιβληστροειδούς, δηλαδή στη φωτεινή ροή ανά μονάδα επιφάνειας της περιοχής που είναι κάθετη στη γραμμή όρασης, σε απόσταση από τη Γη. Ο φωτισμός είναι αντιστρόφως ανάλογος με το τετράγωνο της απόστασης του αστεροειδούς από τη Γη. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η ροή που διασκορπίζεται από έναν αστεροειδή είναι αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασής του από τον Ήλιο, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο φωτισμός στη Γη είναι αντιστρόφως ανάλογος με το τετράγωνο της απόστασης από τον αστεροειδή στον Ήλιο και στη Γη. Έτσι, αν υποδηλώσουμε τον φωτισμό που δημιουργείται από έναν αστεροειδή που βρίσκεται σε απόσταση r από τον Ήλιο και; από τη Γη, μέσω Ε, και μέσω Ε 1 - ο φωτισμός που δημιουργείται από το ίδιο σώμα, αλλά βρίσκεται σε απόσταση μονάδας από τον Ήλιο και από τη Γη, τότε

E \u003d E 1 r -2; -2. (3.2)

Στην αστρονομία, ο φωτισμός συνήθως εκφράζεται σε αστρικά μεγέθη. Ένα διάστημα φωτισμού ενός μεγέθους είναι ο λόγος των φωτισμών που δημιουργούνται από δύο πηγές, όπου ο φωτισμός από τη μία είναι 2.512 φορές μεγαλύτερος από τον φωτισμό που δημιουργείται από την άλλη. Σε μια γενικότερη περίπτωση, ο τύπος Pogson ισχύει:

E m1 /E m2 = 2.512 (m2-m1) , (3.3)

όπου E m1 - φωτισμός από πηγή με μέγεθος m 1, E m2 - φωτισμός από πηγή με μέγεθος m 2 (όσο μικρότερος είναι ο φωτισμός, τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος). Από αυτούς τους τύπους προκύπτει η εξάρτηση της φωτεινότητας του αστεροειδούς m, εκφρασμένη σε μεγέθη, από την απόσταση r από τον Ήλιο και; από τη γη:

m = m 0 + 5 lg(r?), (3,4)

όπου m 0 είναι το λεγόμενο απόλυτο μέγεθος του αστεροειδούς, αριθμητικά ίσο με το μέγεθος που θα είχε ο αστεροειδής, σε απόσταση 1 AU. από τον Ήλιο και τη Γη και σε γωνία μηδενικής φάσης (υπενθυμίζουμε ότι η γωνία φάσης είναι η γωνία στον αστεροειδή μεταξύ των κατευθύνσεων προς τη Γη και τον Ήλιο). Προφανώς, μια τέτοια διαμόρφωση τριών σωμάτων δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί στη φύση.

Ο τύπος (3.4) δεν περιγράφει πλήρως τη μεταβολή της φωτεινότητας ενός αστεροειδούς κατά την τροχιακή του κίνηση. Στην πραγματικότητα, η φωτεινότητα ενός αστεροειδούς δεν εξαρτάται μόνο από την απόστασή του από τον Ήλιο και τη Γη, αλλά και από τη γωνία φάσης. Αυτή η εξάρτηση συνδέεται, αφενός, με την παρουσία ζημιάς (το τμήμα του αστεροειδούς που δεν φωτίζεται από τον Ήλιο) όταν παρατηρείται από τη Γη σε γωνία μη μηδενικής φάσης και, αφετέρου, με τη μικροσκοπική - και μακροδομή της επιφάνειας.

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης μπορούν να παρατηρηθούν μόνο σε σχετικά μικρές γωνίες φάσης, έως περίπου 30°.

Μέχρι τη δεκαετία του '80. 20ος αιώνας Θεωρήθηκε ότι η προσθήκη ενός όρου ανάλογου της γωνίας φάσης στον τύπο (3.4) καθιστά δυνατό να ληφθεί αρκετά καλά υπόψη η αλλαγή στη φωτεινότητα ανάλογα με τη γωνία φάσης:

m = m0 + 5 lg(r?) + k?, (3,5)

που? - γωνία φάσης. Ο συντελεστής αναλογικότητας k, αν και διαφορετικός για διαφορετικούς αστεροειδείς, κυμαίνεται κυρίως στην περιοχή από 0,01–0,05 m/°.

Σύμφωνα με τον τύπο (3.5), η αύξηση του μεγέθους m με την αύξηση της γωνίας φάσης είναι γραμμική, το m0 είναι η τεταγμένη του σημείου τομής της καμπύλης φάσης (στην πραγματικότητα ευθεία) με την κατακόρυφο στο r = ? = 1 και; = 0°.

Πιο πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η καμπύλη φάσης των αστεροειδών είναι πολύπλοκη. Μια γραμμική μείωση της φωτεινότητας (αύξηση του μεγέθους του αντικειμένου) με την αύξηση της γωνίας φάσης λαμβάνει χώρα μόνο στην περιοχή από περίπου 7° έως 40°, μετά την οποία αρχίζει μια μη γραμμική μείωση. Από την άλλη πλευρά, σε γωνίες φάσης μικρότερες από 7°, λαμβάνει χώρα το λεγόμενο φαινόμενο αντίθεσης - μια μη γραμμική αύξηση της φωτεινότητας με μείωση της γωνίας φάσης (Εικ. 3.15).

Ρύζι. 3.15. Μέγεθος έναντι γωνίας φάσης για τον αστεροειδή (1862) Απόλλωνα

Από το 1986, για τον υπολογισμό του φαινομενικού μεγέθους των αστεροειδών στις ακτίνες V (η οπτική ζώνη του φάσματος του φωτομετρικού συστήματος UBV) χρησιμοποιείται ένας πιο σύνθετος ημι-εμπειρικός τύπος, ο οποίος καθιστά δυνατή την ακριβέστερη περιγραφή της αλλαγής της φωτεινότητας στο εύρος των γωνιών φάσης από 0° έως 120°. Ο τύπος μοιάζει

V = H + 5 lg(r?) - 2,5 lg[(1 - G); 1+G; 2]. (3.6)

Εδώ H είναι το απόλυτο μέγεθος του αστεροειδούς στις δέσμες V, G είναι η λεγόμενη παράμετρος κλίσης, ? 1 και? 2 - συναρτήσεις γωνίας φάσης που ορίζονται από τις ακόλουθες εκφράσεις:

I = exp ( - A i B i ), i = 1, 2,

Α 1 = 3,33, Α 2 = 1,87, Β 1 = 0,63, Β 2 = 1,22.

Αφού καθοριστούν τα στοιχεία της τροχιάς και, επομένως, r, ? και? μπορεί να υπολογιστεί, ο τύπος (3.6) καθιστά δυνατή την εύρεση του απόλυτου αστρικού μεγέθους εάν υπάρχουν παρατηρήσεις του φαινομένου αστρικού μεγέθους. Για τον προσδιορισμό της παραμέτρου G, απαιτούνται παρατηρήσεις του φαινομένου μεγέθους σε διάφορες γωνίες φάσης. Προς το παρόν, η τιμή της παραμέτρου G έχει προσδιοριστεί από παρατηρήσεις μόνο για 114 αστεροειδείς, συμπεριλαμβανομένων αρκετών NEA. Οι τιμές του G που βρέθηκαν ποικίλλουν από –0,12 έως 0,60. Για άλλους αστεροειδείς, η τιμή G θεωρείται ότι είναι 0,15.

Η ροή της ηλιακής ακτινοβολίας στην περιοχή του ορατού μήκους κύματος που προσπίπτει στην επιφάνεια ενός αστεροειδούς είναι αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασής του από τον Ήλιο και εξαρτάται από το μέγεθος του αστεροειδούς. Αυτή η ροή απορροφάται μερικώς από την επιφάνεια του αστεροειδούς, θερμαίνοντάς τον και μερικώς διασκορπίζεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Ο λόγος της ροής που διασκορπίζεται προς όλες τις κατευθύνσεις προς την προσπίπτουσα ροή ονομάζεται σφαιρικό άλμπεδο Α. Χαρακτηρίζει την ανακλαστικότητα της επιφάνειας του αστεροειδούς.

Το σφαιρικό albedo συνήθως αναπαρίσταται ως προϊόν δύο παραγόντων:

Ο πρώτος παράγοντας p, που ονομάζεται γεωμετρικό άλμπεδο, είναι ο λόγος της φωτεινότητας ενός πραγματικού ουράνιου σώματος σε γωνία μηδενικής φάσης προς τη φωτεινότητα ενός απολύτως λευκού δίσκου ίδιας ακτίνας με το ουράνιο σώμα, που βρίσκεται κάθετα στις ακτίνες του ήλιου στο ίδια απόσταση από τον Ήλιο και τη Γη με το ίδιο το ουράνιο σώμα.σώμα. Ο δεύτερος παράγοντας q, που ονομάζεται ολοκλήρωμα φάσης, εξαρτάται από το σχήμα της επιφάνειας.

Σε αντίθεση με το όνομά του, το γεωμετρικό albedo καθορίζει την εξάρτηση της διασποράς της προσπίπτουσας ροής όχι από τη γεωμετρία του σώματος, αλλά από τις φυσικές ιδιότητες της επιφάνειας. Είναι οι γεωμετρικές τιμές albedo που δίνονται σε πίνακες και εννοούνται όταν μιλάμε για την ανακλαστικότητα των επιφανειών αστεροειδών.

Το Albedo δεν εξαρτάται από το μέγεθος του σώματος. Σχετίζεται στενά με την ορυκτολογική σύνθεση και τη μικροδομή των επιφανειακών στρωμάτων ενός αστεροειδούς και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ταξινόμηση αστεροειδών και τον προσδιορισμό των μεγεθών τους. Για διαφορετικούς αστεροειδείς, το albedo ποικίλλει από 0,02 (πολύ σκοτεινά αντικείμενα που αντανακλούν μόνο το 2% του προσπίπτοντος φωτός από τον Ήλιο) έως 0,5 ή περισσότερο (πολύ φωτεινά).

Για ό,τι ακολουθεί, είναι σημαντικό να δημιουργηθεί μια σχέση μεταξύ της ακτίνας ενός αστεροειδούς, του albedo του και του απόλυτου μεγέθους. Προφανώς, όσο μεγαλύτερη είναι η ακτίνα του αστεροειδούς και όσο μεγαλύτερη είναι η άλβεδο του, τόσο μεγαλύτερη είναι η φωτεινή ροή που αντανακλά προς μια δεδομένη κατεύθυνση, ενώ όλα τα άλλα πράγματα είναι ίσα. Ο φωτισμός που δημιουργεί ένας αστεροειδής στη Γη εξαρτάται επίσης από την απόστασή του από τον Ήλιο και τη Γη και τη ροή της ακτινοβολούμενης ενέργειας του Ήλιου, η οποία μπορεί να εκφραστεί ως προς το μέγεθος του Ήλιου.

Αν ορίσουμε τον φωτισμό που δημιουργεί ο Ήλιος στη Γη ως E ; , ο φωτισμός που δημιουργείται από τον αστεροειδή - ως E, οι αποστάσεις από τον αστεροειδή στον Ήλιο και τη Γη - ως r και?, και η ακτίνα του αστεροειδούς (σε AU) - ως;, τότε η ακόλουθη έκφραση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για υπολογίστε το γεωμετρικό albedo p:

Αν πάρουμε τον λογάριθμο αυτού του λόγου και αντικαταστήσουμε τον λογάριθμο του λόγου E/E ; με τον τύπο Pogson (3.3), βρίσκουμε

lg p \u003d 0,4 (m ? - m) + 2 (lg r + lg ? - lg ?),

που μ? είναι το φαινομενικό μέγεθος του Ήλιου. Αντικαθιστούμε τώρα το m με τον τύπο (3.4), τότε

lg p \u003d 0,4 (m ? - m 0) - 2 lg ?,

ή, εκφράζοντας τη διάμετρο D σε χιλιόμετρα και υποθέτοντας το φαινομενικό αστρικό μέγεθος του Ήλιου σε ακτίνες V ίσες με –26,77 [Gerels, 1974], παίρνουμε

log D \u003d 3,122 - 0,5 log p - 0,2H, (3,7)

όπου H είναι το απόλυτο μέγεθος του αστεροειδούς σε ακτίνες V.

<<< Назад