Albedo ya maji. Athari ya Albedo na ongezeko la joto duniani

Mionzi yote inayofika kwenye uso wa dunia inafyonzwa kwa sehemu na udongo na miili ya maji na inageuka kuwa joto katika bahari na baharini hutumiwa kwa uvukizi, na inaonyeshwa kwa sehemu kwenye angahewa (mionzi iliyoakisiwa). Uwiano wa nishati ya kufyonzwa na inayoakisiwa inategemea asili ya ardhi na pembe ya matukio ya miale kwenye uso wa maji. Kwa kuwa karibu haiwezekani kupima nishati iliyoingizwa, nishati iliyoonyeshwa imedhamiriwa.

Kutafakari kwa nyuso za ardhi na maji inaitwa yao albedo. Imehesabiwa katika% ya mionzi iliyoonyeshwa kutoka kwa tukio kwenye uso fulani, pamoja na pembe (kwa usahihi zaidi, sine ya pembe) ya matukio ya mionzi na kiasi cha macho ya angahewa wanayopitia, na. ni moja ya sababu muhimu zaidi za sayari za malezi ya hali ya hewa.

Kwenye ardhi, albedo imedhamiriwa na rangi ya nyuso za asili. Mwili mweusi kabisa unaweza kunyonya mionzi yote. Uso wa kioo huonyesha 100% ya miale na hauwezi joto. Miongoni mwa nyuso halisi, theluji safi ina albedo kubwa zaidi. Chini ni albedo ya nyuso za ardhi na maeneo ya asili.

Thamani ya kuunda hali ya hewa ya kutafakari kwa nyuso tofauti ni ya juu sana. Katika maeneo ya barafu kwenye latitudo za juu, mionzi ya jua, tayari imedhoofishwa na kifungu cha idadi kubwa ya raia wa macho ya anga na kuanguka juu ya uso kwa pembe ya papo hapo, inaonyeshwa na theluji ya milele.

Albedo ya uso wa maji kwa mionzi ya moja kwa moja inategemea angle ambayo mionzi ya jua huanguka juu yake. Mionzi ya wima hupenya ndani kabisa ya maji, na inachukua joto lao. Mionzi ya oblique kutoka kwa maji huonyeshwa kama kutoka kwa kioo, na haiwashi moto: albedo ya uso wa maji kwenye urefu wa jua wa 90″ ni 2%, kwa urefu wa jua wa 20 ° - 78%.

Aina za uso na mandhari ya kanda Albedo

Theluji safi kavu ……………………………………………… 80-95

Theluji yenye mvua ……………………………………………………………….. 60-70

Barafu ya bahari…………………………………………………….. 30-40

Tundra bila kifuniko cha theluji …………………………….. 18

Mfuniko wa theluji thabiti katika latitudo za joto 70

Vile vile visivyo imara……………………………………………………….. 38

Msitu wa Coniferous katika majira ya joto ……………………………………………. 10-15

Vile vile, na kifuniko thabiti cha theluji ……….. 45

Msitu wenye miti mirefu wakati wa kiangazi ………………………………………………………… 15-20

Vile vile, na majani ya njano katika vuli ………………….. 30-40

Meadow…………………………………………………………………………………15-25

Nyika katika majira ya joto……………………………………………………….. 18

Mchanga wa rangi tofauti………………………………………….. 25-35

Jangwa ……………………………………………………….. 28

Savannah V msimu wa kiangazi …………………………………………………… 24

Vivyo hivyo wakati wa msimu wa mvua …………………………………………. 18

Troposphere nzima……………………………………………………………… 33

Dunia kwa ujumla (sayari)………………………………….. 45

Kwa mionzi iliyotawanyika, albedo ni kidogo kidogo.
Kwa kuwa 2/3 ya eneo la dunia inakaliwa na bahari, ufyonzwaji wa nishati ya jua na uso wa maji hufanya kama sababu muhimu ya kuunda hali ya hewa.

Bahari katika latitudo ndogo hufyonza sehemu ndogo tu ya joto kutoka kwenye Jua linalozifikia. Bahari ya kitropiki, kinyume chake, inachukua karibu nishati zote za jua. Albedo ya uso wa maji, kama kifuniko cha theluji ya nchi za polar, huongeza utofautishaji wa hali ya hewa wa kanda.

Katika ukanda wa joto, kutafakari kwa nyuso huongeza tofauti kati ya misimu. Mnamo Septemba na Machi, Jua liko kwenye urefu sawa juu ya upeo wa macho, lakini Machi ni baridi zaidi kuliko Septemba, kwani miale ya jua inaonekana kutoka kwenye kifuniko cha theluji. Kuonekana kwa majani ya kwanza ya njano katika kuanguka, na kisha baridi na theluji ya muda, huongeza albedo na hupunguza joto la hewa. Mfuniko wa theluji unaoendelea unaosababishwa na halijoto ya chini huharakisha upoaji na hupungua zaidi katika halijoto ya majira ya baridi.

Mwelekeo wa muda mrefu wa albedo unaelekea kupoa. Katika miaka ya hivi karibuni, vipimo vya satelaiti vinaonyesha mwelekeo mdogo.

Kubadilisha albedo ya Dunia ni ushawishi unaowezekana kwa hali ya hewa. Wakati albedo, au uakisi, unapoongezeka, mwangaza zaidi wa jua huakisiwa kurudi angani. Hii ina athari ya kupoeza kwa halijoto duniani. Kinyume chake, kupungua kwa albedo hupasha joto sayari. Mabadiliko ya albedo ya 1% tu hutoa athari ya mionzi ya 3.4 W/m2, ikilinganishwa na athari ya CO2 inayoongezeka maradufu. Je, albedo imeathiri vipi halijoto duniani katika miongo ya hivi majuzi?

Albedo inavuma hadi 2000

Albedo ya Dunia imedhamiriwa na mambo kadhaa. Theluji na barafu huonyesha mwanga vizuri, hivyo wakati zinayeyuka, albedo hupungua. Misitu ina albedo ya chini kuliko maeneo ya wazi, hivyo ukataji miti huongeza albedo (hebu tuwe wazi kwamba kuharibu misitu yote hakutazuia ongezeko la joto duniani). Erosoli zina athari ya moja kwa moja na isiyo ya moja kwa moja kwenye albedo. Athari ya moja kwa moja ni kutafakari kwa jua kwenye nafasi. Athari isiyo ya moja kwa moja ni kwamba chembe za erosoli hufanya kama viini vya unyevu, vinavyoathiri uundaji na maisha ya mawingu. Mawingu, kwa upande wake, huathiri halijoto ya kimataifa kwa njia kadhaa. Zinapunguza hali ya hewa kwa kuakisi mwanga wa jua, lakini pia zinaweza kuwa na athari ya kuongeza joto kwa kunasa mionzi ya infrared inayotoka.

Sababu hizi zote lazima zizingatiwe wakati wa muhtasari wa vishawishi mbalimbali vya mionzi vinavyoamua hali ya hewa. Mabadiliko katika matumizi ya ardhi yanahesabiwa kutoka kwa ujenzi wa kihistoria wa mabadiliko katika muundo wa ardhi ya mazao na malisho. Uchunguzi kutoka kwa setilaiti na kutoka ardhini huruhusu mienendo ya viwango vya erosoli na albedo ya wingu kubainishwa. Inaweza kuonekana kuwa albedo ya wingu ndio sababu yenye nguvu zaidi kati ya aina tofauti za albedo. Mwelekeo wa muda mrefu ni kuelekea kupoa, athari ni -0.7 W/m2 kutoka 1850 hadi 2000.

Mtini.1 Wastani wa kila mwaka wa kulazimisha mionzi(Sura ya 2 ya IPCC AR4) .

Mitindo ya Albedo baada ya 2000.

Njia moja ya kupima albedo ya Dunia ni kwa kuangalia mwanga wa ashy wa mwezi. Huu ni mwanga wa jua unaoakisiwa kwanza na Dunia na kisha kuakisiwa na Mwezi kurudi Duniani usiku. Mwangaza wa majivu wa mwezi umepimwa na Big Bear Solar Observatory tangu Novemba 1998 (idadi ya vipimo pia vilichukuliwa mwaka wa 1994 na 1995). Mchoro wa 2 unaonyesha mabadiliko katika albedo kutoka kwa uundaji upya wa data ya setilaiti (mstari mweusi) na kutoka kwa vipimo vya mwanga wa majivu ya Mwezi (mstari wa samawati) (Palle 2004) .

Mtini. 2 Mabadiliko ya Albedo yaliyoundwa upya kutoka kwa data ya setilaiti ya ISCCP (mstari mweusi) na kutoka kwa mabadiliko katika mwanga wa majivu ya Mwezi (mstari wa chini). Mizani ya wima ya kulia inaonyesha ulazimishaji hasi wa mionzi (yaani kupoeza) (Palle 2004).

Data katika Kielelezo 2 ni tatizo. Mstari mweusi, ujenzi wa data ya satelaiti ya ISCCP" ni kigezo cha kitakwimu pekee na kina maana ndogo ya kimaumbile kwa sababu haizingatii uhusiano usio na mstari kati ya sifa za wingu na uso na albedo ya sayari, na haijumuishi mabadiliko ya erosoli katika albedo, kama vile yale yanayohusishwa na Mlima Pinatubo au utoaji wa salfa ya anthropogenic."(Hali ya hewa).

Shida zaidi ni kilele cha albedo karibu 2003, kinachoonekana katika mstari wa buluu wa mwanga wa ahen ya Mwezi. Inapingana sana na data ya satelaiti, ambayo inaonyesha mwenendo mdogo kwa wakati huu. Kwa kulinganisha, tunaweza kukumbuka mlipuko wa Pinatubo mwaka wa 1991, ambao ulijaza anga na erosoli. Erosoli hizi zilionyesha mwanga wa jua, na kuunda mionzi hasi ya 2.5 W/m2. Hii imepunguza sana viwango vya joto duniani. Data ya mwanga wa majivu kisha ilionyesha athari ya karibu -6 W/m2, ambayo ingemaanisha kushuka hata zaidi kwa halijoto. Hakuna matukio kama haya yaliyotokea mnamo 2003. (Wielicki 2007).

Mnamo 2008, sababu ya kutofautiana iligunduliwa. Big Bear Observatory ilisakinisha darubini mpya ili kupima mwanga wa majivu ya mwezi mwaka wa 2004. Kwa data mpya na iliyoboreshwa, walirekebisha data zao za zamani na kusahihisha makadirio yao ya albedo (Palle 2008). Mchele. 3 inaonyesha zamani (mstari mweusi) na kusasishwa (mstari wa bluu) maadili ya albedo. Kilele kisicho cha kawaida cha 2003 kimetoweka. Walakini, hali ya kuongezeka kwa albedo kutoka 1999 hadi 2003 ilibaki.

Mchele. 3 Mabadiliko katika albedo ya Dunia kulingana na vipimo vya mwanga wa ahen wa Mwezi. Mstari mweusi - albedo hubadilika kulingana na uchapishaji wa 2004 (Palle 2004). Mstari wa bluu - mabadiliko ya albedo yaliyosasishwa kufuatia maboresho katika taratibu za uchanganuzi wa data, pia ikijumuisha data kwa muda mrefu (Palle 2008).

Je, albedo inaweza kutambuliwa kwa usahihi kadiri gani kutoka kwenye mwangaza wa majivu ya mwezi? Mbinu hiyo sio ya kimataifa katika wigo. Inaathiri takriban theluthi moja ya Dunia katika kila uchunguzi, na baadhi ya maeneo daima hubakia "isiyoonekana" kutoka kwa tovuti ya uchunguzi. Kwa kuongeza, vipimo si vya kawaida na hufanywa katika safu nyembamba ya urefu wa 0.4-0.7 µm (Bender 2006).

Kinyume chake, data ya setilaiti kama vile CERES, ambayo ni kipimo cha kimataifa cha mionzi ya mawimbi mafupi ya Dunia, inajumuisha athari zote za uso na angahewa. Ikilinganishwa na vipimo vya mwanga wa majivu, hufunika anuwai pana (0.3-5.0 µm). Uchambuzi wa data ya CERES hauonyeshi mwelekeo wa muda mrefu wa albedo kuanzia Machi 2000 hadi Juni 2005. Ulinganisho na seti tatu za data huru (MODIS, MISR na SeaWiFS) huonyesha "makubaliano ya ajabu" kati ya matokeo yote 4 (Loeb 2007a).

Mchele. 4 Mabadiliko ya kila mwezi katika wastani wa mtiririko wa CERES SW TOA na sehemu ya wingu ya MODIS ().

Albedo iliathiri halijoto duniani - hasa katika mwelekeo wa kupoeza katika mwelekeo wa muda mrefu. Kwa upande wa mitindo ya hivi majuzi, data ya mwanga wa majivu inaonyesha kuongezeka kwa albedo kutoka 1999 hadi 2003, na mabadiliko kidogo baada ya 2003. Satelaiti zinaonyesha mabadiliko kidogo tangu 2000. Athari ya mionzi kutoka kwa mabadiliko katika albedo imekuwa ndogo katika miaka ya hivi karibuni.

Ili kuelewa michakato inayoathiri hali ya hewa ya sayari yetu, acheni tukumbuke maneno kadhaa.

Athari ya chafu- hii ni ongezeko la joto la tabaka za chini za anga ikilinganishwa na joto la mionzi ya joto ya sayari. Kiini cha jambo hilo ni kwamba uso wa sayari unachukua mionzi ya jua, hasa katika safu inayoonekana na, inapokanzwa, huirudisha kwenye nafasi, lakini katika safu ya infrared. Sehemu kubwa ya mionzi ya infrared ya Dunia inafyonzwa na angahewa na kutolewa tena kwa Dunia. Athari hii ya kubadilishana joto la mionzi ya pande zote katika tabaka za chini za anga inaitwa athari ya chafu. Athari ya chafu ni kipengele cha asili cha usawa wa joto wa Dunia. Bila athari ya chafu, wastani wa joto la uso wa sayari itakuwa -19°C badala ya +14°C halisi. Katika miongo michache iliyopita, mashirika mbalimbali ya kitaifa na kimataifa yametetea dhana kwamba shughuli za binadamu husababisha kuongezeka kwa athari ya chafu, na kwa hiyo kwa joto la ziada la anga. Wakati huo huo, kuna maoni mbadala, kwa mfano, yanayounganisha mabadiliko ya halijoto katika angahewa ya Dunia na mizunguko ya asili ya shughuli za jua.(1)

Ripoti ya Tathmini ya Tano ya Jopo la Serikali Mbalimbali kuhusu Mabadiliko ya Tabianchi (2013-2014) inasema kwamba kuna uwezekano zaidi ya 95% kwamba ushawishi wa binadamu umekuwa sababu kuu ya ongezeko la joto lililozingatiwa tangu katikati ya karne ya 20. Uthabiti wa mabadiliko yanayozingatiwa na makadirio katika mfumo mzima wa hali ya hewa unaonyesha kuwa mabadiliko ya hali ya hewa yanayozingatiwa husababishwa hasa na ongezeko la viwango vya angahewa vya gesi chafuzi zinazotokana na shughuli za binadamu.

Mabadiliko ya hali ya hewa ya sasa nchini Urusi kwa ujumla yanapaswa kujulikana kuwa ongezeko la joto linaloendelea kwa kasi ya zaidi ya mara mbili na nusu ya kiwango cha wastani cha ongezeko la joto duniani.(2)

Sambaza tafakari- hii ni kutafakari kwa tukio la flux mwanga juu ya uso, ambayo kutafakari hutokea kwa pembe tofauti na tukio moja. Kuakisi kunaenea ikiwa hitilafu za uso ziko kwenye mpangilio wa urefu wa wimbi (au kuzidi) na zinapatikana kwa nasibu. (3)

Albedo wa Dunia(A.Z.) - Asilimia ya mionzi ya jua inayotolewa na dunia (pamoja na angahewa) kurudi kwenye anga ya dunia, kwa mionzi ya jua inayopokelewa kwenye mpaka wa angahewa. Kurudi kwa mionzi ya jua na Dunia inajumuisha kutafakari kutoka kwa uso wa dunia, kutawanyika kwa mionzi ya moja kwa moja na anga kwenye nafasi (backscattering) na kutafakari kutoka kwa uso wa juu wa mawingu. A. 3. katika sehemu inayoonekana ya wigo (ya kuona) - karibu 40%. Kwa mtiririko muhimu wa mionzi ya jua, muhimu (nishati) A. 3. ni karibu 35%. Kwa kukosekana kwa mawingu, taswira A. 3. itakuwa karibu 15%. (4)

Aina mbalimbali za mionzi ya sumakuumeme kutoka kwenye Jua- huenea kutoka kwa mawimbi ya redio hadi eksirei. Hata hivyo, kiwango chake cha juu hutokea katika sehemu inayoonekana (njano-kijani) ya wigo. Katika mpaka wa angahewa ya dunia, sehemu ya ultraviolet ya wigo wa jua ni 5%, sehemu inayoonekana ni 52% na sehemu ya infrared ni 43% kwenye uso wa Dunia sehemu ya ultraviolet ni 1%, sehemu inayoonekana ni 40% na sehemu ya infrared ya wigo wa jua ni 59%. (5)

Sola mara kwa mara- nguvu ya jumla ya mionzi ya jua inayopita katika eneo moja, inayoelekezwa kwa mtiririko, kwa umbali wa kitengo kimoja cha angani kutoka kwa Jua nje ya angahewa ya dunia. Kulingana na vipimo vya ziada vya angahewa, salio la jua ni 1367 W/m².(3)

Eneo la uso wa dunia– 510,072,000 km2.

1. Sehemu kuu.

Mabadiliko ya hali ya hewa ya kisasa (kuelekea ongezeko la joto) huitwa ongezeko la joto duniani.

Utaratibu rahisi zaidi wa ongezeko la joto duniani ni kama ifuatavyo.

Mionzi ya jua inayoingia kwenye anga ya sayari yetu, kwa wastani, inaonyeshwa na 35%, ambayo ni albedo muhimu ya Dunia. Wengi wa salio huingizwa na uso, ambao huwaka. Wengine hufyonzwa na mimea kupitia mchakato wa photosynthesis.

Uso wa joto wa Dunia huanza kuangaza katika safu ya infrared, lakini mionzi hii haiendi kwenye nafasi, lakini inahifadhiwa na gesi za chafu. Hatutazingatia aina za gesi chafu. Kadiri gesi chafu zinavyozidi, ndivyo joto linavyorudi Duniani, na ndivyo joto la wastani la uso wa Dunia linavyoongezeka, ipasavyo.

Mkataba wa Paris, mkataba chini ya Mkataba wa Mfumo wa Umoja wa Mataifa wa Mabadiliko ya Tabianchi, unashughulikia hitaji la "kuweka wastani wa halijoto duniani "chini ya 2°C na "kufanya juhudi" kupunguza ongezeko la joto hadi 1.5°C." Lakini mbali na kupunguza uzalishaji wa gesi chafu, haina algorithm ya kutatua tatizo hili.

Kwa kuzingatia kwamba Marekani ilijiondoa kwenye mkataba huu mnamo Juni 1, 2017, mradi mpya wa kimataifa unahitajika. Na Urusi inaweza kutoa.

Faida kuu ya makubaliano mapya inapaswa kuwa utaratibu wazi na mzuri wa kupunguza athari za gesi chafu kwenye hali ya hewa ya Dunia.

Njia ya kuvutia zaidi ya kupunguza athari za gesi chafu kwenye hali ya hewa inaweza kuwa kuongeza wastani wa albedo ya Dunia.

Hebu tuangalie kwa karibu zaidi.

Katika Urusi kuna kilomita 625,000 za barabara zilizofunikwa na lami, nchini China na Marekani - jumla ya utaratibu wa ukubwa zaidi.

Hata ikiwa tunadhania kwamba barabara zote nchini Urusi ni njia moja na jamii ya 4 (ambayo yenyewe ni ya ujinga), basi upana wa chini utakuwa 3 m (kulingana na SNiP 2.07.01-89). Eneo la barabara litakuwa 1875 km2. Au 1,875,000,000 m2.

Nguvu ya jua nje ya angahewa, kama tunavyokumbuka, ni 1.37 kW/m2.

Ili kurahisisha, hebu tuchukue bendi ya kati, ambapo nishati ya jua kwenye uso wa dunia (thamani ya wastani kwa mwaka) itakuwa takriban 0.5 kW/m2.

Tunapata kwamba nguvu za mionzi ya jua huanguka kwenye barabara za Shirikisho la Urusi ni 937,500,000 Watts.

Sasa gawanya nambari hii kwa 2. Kwa sababu. Dunia inazunguka. Hiyo inageuka kuwa wati 468,750,000.

Wastani wa albedo muhimu ya lami ni 20%.

Kwa kuongeza rangi au kioo kilichovunjika, albedo inayoonekana ya lami inaweza kuongezeka hadi 40%. Rangi lazima ilingane na safu ya utoaji wa nyota yetu. Wale. kuwa na rangi ya njano-kijani. Lakini, wakati huo huo, haipaswi kuwa mbaya zaidi sifa za kimwili za saruji ya lami na kuwa nafuu na rahisi kuunganisha iwezekanavyo.

Kwa uingizwaji wa polepole wa saruji ya zamani ya lami na mpya, katika mchakato wa kuvaa asili na machozi ya kwanza, ongezeko la jumla la nguvu ya mionzi iliyoakisiwa itakuwa 469 MW x 0.4 (sehemu inayoonekana ya wigo wa jua) x 0.2 ( tofauti kati ya albedo ya zamani na mpya) 37.5 MW.

Hatuchukui sehemu ya infrared ya wigo katika akaunti, kwa sababu itafyonzwa na gesi chafu.

Katika dunia nzima, thamani hii itakuwa zaidi ya 500 MW. Hii ni 0.00039% ya jumla ya nishati ya mionzi inayoingia Duniani. Na kuondokana na athari ya chafu, ni muhimu kutafakari nguvu 3 amri za ukubwa zaidi.

Hali kwenye sayari hiyo pia itazidi kuwa mbaya kutokana na kuyeyuka kwa barafu, kwa sababu... albedo yao iko juu sana.

Jumla ya mionzi inayofika kwenye uso wa dunia haipatikani nayo kabisa, lakini inaonyeshwa kwa sehemu kutoka kwa dunia. Kwa hiyo, wakati wa kuhesabu kuwasili kwa nishati ya jua kwa mahali, ni muhimu kuzingatia kutafakari kwa uso wa dunia. Mionzi pia inaonekana kutoka kwenye uso wa mawingu. Uwiano wa mtiririko wa jumla wa mionzi ya wimbi fupi Rk inayoonyeshwa na uso fulani katika pande zote hadi mtiririko wa tukio la mionzi Q kwenye uso huu inaitwa. albedo(A) ya uso fulani. Thamani hii

inaonyesha ni kiasi gani cha tukio la nishati inayong'aa kwenye uso inavyoonyeshwa kutoka kwayo. Albedo mara nyingi huonyeshwa kama asilimia. Kisha

(1.3)

Katika meza Nambari 1.5 inatoa maadili ya albedo ya aina mbalimbali za uso wa dunia. Kutoka kwa data kwenye jedwali. Nambari 1.5 inaonyesha kuwa theluji iliyoanguka hivi karibuni ina mwangaza mkubwa zaidi. Katika baadhi ya matukio, albedo ya theluji ilionekana kuwa hadi 87%, na katika hali ya Arctic na Antarctic hata hadi 95%. Theluji iliyopakiwa, iliyoyeyuka, na haswa iliyochafuliwa haiakisi kidogo. Albedo ya udongo na mimea mbalimbali, kama ifuatavyo kutoka kwa meza. Nambari 4, hutofautiana kidogo. Tafiti nyingi zimeonyesha kuwa thamani ya albedo mara nyingi hubadilika wakati wa mchana.

Maadili ya juu zaidi ya albedo huzingatiwa asubuhi na jioni. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba kutafakari kwa nyuso mbaya inategemea angle ya matukio ya mionzi ya jua. Kwa matukio mengi, miale ya jua hupenya ndani zaidi kwenye kifuniko cha mimea na kufyonzwa humo. Katika urefu wa chini wa jua, miale hupenya kidogo kwenye mimea na huonyeshwa kwa kiasi kikubwa kutoka kwenye uso wake. Albedo ya nyuso za maji kwa wastani ni chini ya albedo ya nyuso za ardhi. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba mionzi ya jua (wimbi fupi la kijani-bluu sehemu ya wigo wa jua) kwa kiasi kikubwa hupenya ndani ya tabaka za juu za maji, ambazo ni wazi kwao, ambapo hutawanyika na kufyonzwa. Katika suala hili, kutafakari kwa maji kunaathiriwa na kiwango cha uchafu wake.

Jedwali Nambari 1.5

Kwa maji machafu na machafu, albedo huongezeka sana. Kwa mionzi iliyotawanyika, albedo ya maji ni wastani wa 8-10%. Kwa mionzi ya jua ya moja kwa moja, albedo ya uso wa maji inategemea urefu wa jua: wakati urefu wa jua unapungua, albedo huongezeka. Kwa hivyo, kwa matukio ya wima ya mionzi, ni karibu 2-5% tu inaonekana. Wakati jua liko chini juu ya upeo wa macho, 30-70% inaonekana. Mwakisi wa mawingu uko juu sana. Kwa wastani, albedo ya wingu ni karibu 80%. Kujua thamani ya albedo ya uso na thamani ya mionzi ya jumla, inawezekana kuamua kiasi cha mionzi iliyoingizwa na uso uliopewa. Ikiwa A ni albedo, basi thamani a = (1-A) ni mgawo wa kunyonya wa uso fulani, unaoonyesha ni kiasi gani cha tukio la mionzi kwenye uso huu humezwa nayo.

Kwa mfano, ikiwa jumla ya mtiririko wa mionzi Q = 1.2 cal/cm dakika 2 itaanguka kwenye uso wa nyasi ya kijani (A = 26%), basi asilimia ya mionzi iliyofyonzwa itakuwa.

Q = 1 - A = 1 - 0.26 = 0.74, au a = 74%,

na kiasi cha mionzi iliyofyonzwa

V kunyonya = Q (1 - A) = 1.2 ·0.74 = 0.89 cal/cm2 ·min.

Albedo ya uso wa maji inategemea kwa kiasi kikubwa juu ya angle ya matukio ya mionzi ya jua, kwa kuwa maji safi huonyesha mwanga kulingana na sheria ya Fresnel.

Wapi Z P – pembe ya zenith ya Jua, Z 0 - angle ya refraction ya jua.

Katika kilele cha Jua, uso wa albedo wa bahari tulivu ni 0.02. Kadiri pembe ya zenith ya Jua inavyoongezeka Z P albedo huongezeka na kufikia 0.35 saa Z P=85 Kuchafuka kwa bahari husababisha mabadiliko Z P , na hupunguza kwa kiasi kikubwa anuwai ya maadili ya albedo, kwani huongezeka kwa jumla Z n kwa sababu ya kuongezeka kwa uwezekano wa mionzi kupiga uso wa mawimbi ya kutega. Bubbles hizi hutawanya mwanga kwa kiasi kikubwa, na kuongeza mionzi iliyotawanyika inayotoka baharini. Kwa hivyo, wakati wa mawimbi makubwa ya bahari, wakati povu na kofia nyeupe zinaonekana, albedo huongezeka chini ya ushawishi wa mambo yote mawili, mionzi iliyotawanyika hufikia uso wa maji kwa pembe tofauti. ambayo, kama inavyojulikana, ukubwa wa kutawanyika kwa mionzi ya jua inategemea anga isiyo na mawingu. Pia inategemea usambazaji wa mawingu angani. Kwa hiyo, albedo ya uso wa bahari kwa mionzi iliyotawanyika sio mara kwa mara. Lakini mipaka ya kushuka kwa thamani yake ni nyembamba, kutoka 0.05 hadi 0.11 Kwa hiyo, albedo ya uso wa maji kwa mionzi ya jumla inatofautiana kulingana na urefu wa Jua, uwiano kati ya mionzi ya moja kwa moja na ya kuenea, na usumbufu wa uso wa bahari ikumbukwe kwamba sehemu za kaskazini Bahari zimefunikwa kwa kiasi kikubwa na barafu ya bahari. Katika kesi hiyo, albedo ya barafu lazima pia izingatiwe. Kama inavyojulikana, maeneo makubwa ya uso wa dunia, haswa katikati na latitudo za juu, yamefunikwa na mawingu, ambayo huonyesha sana mionzi ya jua. Kwa hiyo, ujuzi wa albedo ya wingu ni wa riba kubwa. Vipimo maalum vya albedo ya wingu vilifanywa kwa kutumia ndege na puto. Walionyesha kuwa albedo ya mawingu inategemea umbo lao na unene. - 56-64%, mawingu mchanganyiko Cu - Sc - karibu 50%.

data kamili zaidi juu ya wingu albedo kupatikana katika Ukraine. Utegemezi wa albedo na kitendakazi cha upitishaji p kwenye unene wa wingu ni matokeo ya uwekaji utaratibu wa data ya kipimo na imetolewa katika Jedwali. 1.6. Kama inavyoonekana, ongezeko la unene wa wingu husababisha kuongezeka kwa albedo na kupungua kwa kazi ya upitishaji.

Wastani wa albedo kwa mawingu St na unene wa wastani wa 430 m ni sawa na 73%, kwa mawingu SNa na unene wa wastani wa 350 m - 66%, na kazi za kupitisha kwa mawingu haya ni sawa na 21 na 26%, kwa mtiririko huo.

Albedo ya mawingu inategemea albedo ya uso wa dunia r 3 , juu ya ambayo wingu iko. Kutoka kwa mtazamo wa kimwili, ni wazi kwamba zaidi r 3 , ndivyo mtiririko wa mionzi iliyoakisiwa ikipita juu kupitia mpaka wa juu wa wingu. Kwa kuwa albedo ni uwiano wa mtiririko huu na unaoingia, ongezeko la albedo ya uso wa dunia husababisha kuongezeka kwa albedo ya mawingu Uchunguzi wa mali ya mawingu kutafakari mionzi ya jua ulifanyika kwa kutumia satelaiti za Ardhi ya bandia kupima mwangaza wa mawingu Thamani za wastani za albedo za wingu zilizopatikana kutoka kwa data hizi zimetolewa katika jedwali 1.7.

Jedwali 1.7 - Wastani wa maadili ya albedo ya mawingu ya maumbo tofauti

Kulingana na data hizi, albedo ya wingu ni kati ya 29 hadi 86%. Ikumbukwe ni ukweli kwamba mawingu ya cirrus yana albedo ndogo ikilinganishwa na aina zingine za mawingu (isipokuwa cumulus). Mawingu ya cirrostratus pekee, ambayo ni mazito zaidi, yanaonyesha mionzi ya jua kwa kiwango kikubwa (r= 74%).

Tatizo la hatari ya asteroid-comet, yaani, tishio la mgongano kati ya Dunia na miili midogo ya Mfumo wa Jua, inatambuliwa leo kama shida ngumu ya kimataifa inayowakabili wanadamu. Monograph hii ya pamoja ni muhtasari wa data juu ya vipengele vyote vya tatizo kwa mara ya kwanza. Mawazo ya kisasa juu ya mali ya miili ndogo ya Mfumo wa jua na mageuzi ya mkusanyiko wao, matatizo ya kugundua na ufuatiliaji wa miili ndogo huzingatiwa. Masuala ya kutathmini kiwango cha tishio na matokeo yanayowezekana ya miili inayoanguka Duniani, njia za ulinzi na kupunguza uharibifu, pamoja na njia za kukuza ushirikiano wa ndani na wa kimataifa juu ya shida hii ya ulimwengu inajadiliwa.

Kitabu hiki kimekusudiwa wasomaji mbalimbali. Wanasayansi, walimu, wanafunzi waliohitimu na wanafunzi wa utaalam mbalimbali, ikiwa ni pamoja na, kwanza kabisa, unajimu, fizikia, sayansi ya dunia, wataalam wa kiufundi kutoka uwanja wa shughuli za anga na, bila shaka, wasomaji wanaopenda sayansi watapata mambo mengi ya kuvutia wenyewe.

Kitabu:

<<< Назад

Mbele >>>

Asteroidi, kama miili yote ya Mfumo wa Jua isipokuwa sehemu ya kati, huangaza na mwanga unaoakisiwa kutoka kwenye Jua. Wakati wa kutazama, jicho husajili mtiririko wa mwanga uliotawanyika na asteroid katika mwelekeo wa Dunia na kupita kwa mwanafunzi. Sifa ya mhemko wa kihisia wa mtiririko mwepesi wa nguvu tofauti kutoka kwa asteroids ni uangavu wao. Ni neno hili (sio mwangaza) ambalo linapendekezwa kutumika katika fasihi ya kisayansi. Kwa kweli, jicho humenyuka kwa mwangaza wa retina, i.e., kwa mtiririko wa mwanga kwa kila eneo la eneo la perpendicular kwa mstari wa kuona, kwa umbali kutoka kwa Dunia. Mwangaza unawiana kinyume na mraba wa umbali wa asteroid kutoka duniani. Kwa kuzingatia kwamba mtiririko uliotawanyika na asteroid ni sawia na mraba wa umbali wake kutoka kwa Jua, tunaweza kuhitimisha kuwa mwangaza juu ya Dunia ni sawia na mraba wa umbali kutoka asteroid hadi Jua na Dunia. Kwa hivyo, ikiwa tunaashiria mwangaza ulioundwa na asteroid iko umbali r kutoka Jua na? kutoka kwa Dunia, kupitia E, na kupitia E 1 - mwangaza unaoundwa na mwili huo huo, lakini iko katika umbali wa kitengo kutoka kwa Jua na kutoka kwa Dunia, basi.

E = E 1 r -2 ? -2. (3.2)

Katika astronomia, mwangaza kawaida huonyeshwa kwa ukubwa wa nyota. Muda wa kuangaza wa ukubwa mmoja ni uwiano wa mwanga unaoundwa na vyanzo viwili, ambapo mwanga kutoka kwa mmoja wao ni mara 2.512 zaidi kuliko mwanga ulioundwa na mwingine. Katika hali ya jumla zaidi, formula ya Pogson inashikilia:

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

ambapo E m1 ni mwanga kutoka kwa chanzo chenye ukubwa wa m 1, E m2 ni mwanga kutoka kwa chanzo chenye ukubwa wa m 2 (mwangaza wa chini, ukubwa mkubwa zaidi). Kutoka kwa fomula hizi hufuata utegemezi wa mwangaza wa asteroid m, ulioonyeshwa kwa ukubwa wa nyota, kwa umbali r kutoka Jua na? kutoka ardhini:

m = m 0 + 5 logi(r?), (3.4)

ambapo m 0 ni kile kinachoitwa ukubwa kamili wa asteroid, hesabu sawa na ukubwa ambao asteroid ingekuwa ikiwa iko umbali wa 1 AU. kutoka Jua na Dunia na kwa pembe ya awamu ya sifuri (kumbuka kwamba pembe ya awamu ni pembe katika asteroid kati ya maelekezo ya Dunia na Jua). Kwa wazi, usanidi kama huo wa miili mitatu hauwezi kutekelezwa kwa asili.

Fomula (3.4) haielezi kabisa mabadiliko ya mwangaza wa asteroid wakati wa mwendo wake wa obiti. Kwa kweli, mwangaza wa asteroid hutegemea tu umbali wake kutoka kwa Jua na Dunia, lakini pia kwa pembe yake ya awamu. Utegemezi huu unahusishwa, kwa upande mmoja, na uwepo wa uharibifu (sehemu ya asteroid isiyoangaziwa na Jua) inapozingatiwa kutoka kwa Dunia kwa pembe ya awamu isiyo ya sifuri, na kwa upande mwingine, na micro- na macrostructure. ya uso.

Ni lazima ikumbukwe kwamba asteroids za Ukanda Mkuu zinaweza kuzingatiwa tu kwa pembe za awamu ndogo, hadi takriban 30 °.

Hadi miaka ya 80 Karne ya XX Iliaminika kuwa kuongeza neno sawia na pembe ya awamu kwa fomula (3.4) hufanya iwezekane kuzingatia vizuri mabadiliko ya mwangaza kulingana na pembe ya awamu:

m = m 0 + 5 logi(r?) + k?, (3.5)

Wapi? - angle ya awamu. Mgawo wa uwiano k, ingawa ni tofauti kwa asteroidi tofauti, hutofautiana kwa ujumla kati ya 0.01–0.05 m/°.

Kuongezeka kwa ukubwa wa m na kuongezeka kwa angle ya awamu kulingana na formula (3.5) ina tabia ya mstari, m 0 ni mratibu wa hatua ya makutano ya curve ya awamu (kwa kweli mstari wa moja kwa moja) na wima kwa r = ? = 1 na? = 0°.

Uchunguzi wa baadaye ulionyesha kuwa mzunguko wa awamu ya asteroids ni ngumu. Kupungua kwa mstari wa mwangaza (ongezeko la ukubwa wa kitu) na kuongezeka kwa angle ya awamu hutokea tu katika safu kutoka takriban 7 ° hadi 40 °, baada ya hapo kupungua kwa nonlinear huanza. Kwa upande mwingine, katika pembe za awamu chini ya 7 °, kinachojulikana athari ya upinzani hutokea - ongezeko lisilo la mwangaza na kupungua kwa angle ya awamu (Mchoro 3.15).

Mchele. 3.15. Utegemezi wa ukubwa kwenye pembe ya awamu kwa asteroid (1862) Apollo

Tangu 1986, kwa kuhesabu ukubwa wa asteroids kwenye mionzi ya V (bendi ya kuona ya wigo wa mfumo wa photometric. UBV) fomula ngumu zaidi ya nusu-empirical hutumiwa, ambayo inafanya uwezekano wa kuelezea kwa usahihi zaidi mabadiliko ya mwangaza katika safu ya pembe za awamu kutoka 0 ° hadi 120 °. Fomula inaonekana kama

V = H + 5 logi(r?) - 2.5 logi[(1 - G)? 1+G? 2]. (3.6)

Hapa H ni ukubwa kamili wa asteroid katika mionzi ya V, G ni kinachojulikana parameter ya mwelekeo, ? 1 na? 2 - kazi za pembe za awamu hufafanuliwa na misemo ifuatayo:

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

A 1 = 3.33, A 2 = 1.87, B 1 = 0.63, B 2 = 1.22.

Mara tu vipengele vya orbital vimeamua na, kwa hiyo, r,? Na? inaweza kuhesabiwa, formula (3.6) inaruhusu mtu kupata ukubwa kamili ikiwa uchunguzi wa ukubwa unaoonekana unapatikana. Kuamua parameta G inahitaji uchunguzi wa ukubwa unaoonekana katika pembe tofauti za awamu. Hivi sasa, thamani ya parameter G imedhamiriwa kutoka kwa uchunguzi tu kwa asteroids 114, ikiwa ni pamoja na NEA kadhaa. Thamani za G zinazopatikana ni kati ya -0.12 hadi 0.60. Kwa asteroidi zingine, thamani ya G inachukuliwa kuwa 0.15.

Mtiririko wa nishati inayong'aa kutoka kwa Jua katika safu ya urefu wa mawimbi ya tukio la nuru inayoonekana kwenye uso wa asteroid ni sawia na mraba wa umbali wake kutoka kwa Jua na inategemea saizi ya asteroid. Mtiririko huu unafyonzwa kwa sehemu na uso wa asteroid, inapokanzwa, na hutawanyika kwa pande zote. Uwiano wa kiasi cha mtiririko uliotawanyika katika pande zote kwa mtiririko wa tukio huitwa spherical albedo A. Inabainisha kuakisi kwa uso wa asteroid.

Albedo ya duara kawaida huwakilishwa kama bidhaa ya mambo mawili:

Sababu ya kwanza p, inayoitwa albedo ya kijiometri, ni uwiano wa mwangaza wa mwili halisi wa mbinguni kwa pembe ya awamu ya sifuri hadi mwangaza wa diski nyeupe kabisa ya radius sawa na mwili wa mbinguni, ulio karibu na mionzi ya jua. umbali sawa kutoka kwa Jua na Dunia kama mwili wa angani yenyewe. Sababu ya pili q, inayoitwa awamu muhimu, inategemea sura ya uso.

Kinyume na jina lake, albedo ya kijiometri huamua utegemezi wa kutawanyika kwa mtiririko wa tukio sio kwenye jiometri ya mwili, lakini kwa mali ya kimwili ya uso. Maadili ya albedo ya kijiometri hutolewa katika meza na ina maana wakati wa kuzungumza juu ya kutafakari kwa nyuso za asteroid.

Albedo haitegemei ukubwa wa mwili. Inahusiana kwa karibu na muundo wa madini na muundo mdogo wa tabaka za uso wa asteroid na inaweza kutumika kuainisha asteroids na kuamua ukubwa wao. Kwa asteroidi tofauti, albedo hutofautiana kutoka 0.02 (vitu vyeusi sana vinavyoakisi 2% tu ya mwanga wa tukio kutoka kwenye Jua) hadi 0.5 au zaidi (vitu vyepesi sana).

Kwa madhumuni zaidi, ni muhimu kuanzisha uhusiano kati ya radius ya asteroid, albedo yake na ukubwa kabisa. Kwa wazi, kadri radius ya asteroid inavyokuwa kubwa na albedo yake kubwa zaidi, ndivyo mwangaza wa mwanga unavyoakisi katika mwelekeo fulani, vitu vingine vikiwa sawa. Mwangaza ambao asteroid hutoa duniani pia inategemea umbali wake kutoka kwa Jua na Dunia na mtiririko wa nishati ya jua kutoka kwa Jua, ambayo inaweza kuonyeshwa kwa ukubwa wa Jua.

Ikiwa tunaashiria mwangaza ulioundwa na Jua Duniani kama E? , mwanga unaoundwa na asteroid ni kama E, umbali kutoka asteroid hadi Jua na Dunia ni kama r na?, na radius ya asteroid (katika AU) ni kama?, basi usemi ufuatao unaweza kutumika kuhesabu albedo p ya kijiometri:

Ikiwa tutachukua logariti ya uwiano huu na kuchukua nafasi ya logariti ya uwiano E/E? kwa kutumia formula ya Pogson (3.3), tunapata

logi p = 0.4(m? - m) + 2(lg r + logi? - logi?),

wapi m? - ukubwa unaoonekana wa Jua. Wacha sasa tubadilishe m kwa kutumia formula (3.4), basi

logi p = 0.4(m? - m 0) - logi 2?,

au, tukionyesha kipenyo cha D katika kilomita na kuchukua ukubwa unaoonekana wa Jua katika miale ya V sawa na -26.77 [Gerels, 1974], tunapata

logi D = 3.122 - 0.5 kumbukumbu p - 0.2H, (3.7)

ambapo H ni ukubwa kamili wa asteroid katika miale ya V.

<<< Назад