Войти
Десятки пожаров, горящих на поверхности (красные точки) и толстый покров дыма и дымки (серые пиксели), заполняющих небо над головой Восточного Китая. Дым, загрязнение и другие частицы воздуха связаны с глобальным затемнением. Фотография сделана MODIS на борту спутника НАСА Aqua.Глобальное затемнение - это уменьшение глобальной прямой освещенности на поверхности Земли это наблюдается с начала систематических измерений в 1950-х годах. Эффект варьируется в зависимости от местоположения, но, по оценкам, во всем мире он снизится на 4–20%. Однако, если не учитывать аномалию, вызванную извержением горы Пинатубо в 1991, наблюдается очень небольшой разворот общей тенденции.
Считается, что глобальное затемнение было вызвано увеличение твердых частиц или аэрозолей, таких как сульфатные аэрозоли в атмосфере из-за деятельности человека. Это нарушило гидрологический цикл за счет уменьшения испарения и, возможно, уменьшило количество осадков в некоторых областях. Глобальное затемнение считается ведущим фактором голода в Эфиопии в 1984 году из-за уменьшения нагрева тропиков, который является причиной ежегодных муссонов, или «сезона дождей». Глобальное затемнение создает эффект охлаждения, который снижает повышение средней глобальной температуры парниковых газов при глобальном потеплении на 0,3–0,7 ° C.
Считается, что глобальное затемнение, вероятно, связано с увеличением присутствия аэрозольные частицы в атмосфере Земли, вызванные загрязнением, пылью или извержениями вулканов. Аэрозоли и другие твердые частицы поглощают солнечную энергию и отражают солнечный свет обратно в космос. Загрязняющие вещества также могут стать ядрами облачных капель. Капли воды в облаках сливаются вокруг частиц. Повышенное загрязнение приводит к увеличению количества твердых частиц и, таким образом, к образованию облаков, состоящих из большего количества мелких капель (то есть такое же количество воды распространяется на большее количество капель). Более мелкие капли делают облака более отражающими, так что больше поступающего солнечного света отражается обратно в космос и меньше достигает поверхности Земли. Этот же эффект также отражает излучение снизу, удерживая его в нижних слоях атмосферы. В моделях эти более мелкие капли также уменьшают количество осадков.
Облака улавливают как тепло от солнца, так и тепло, излучаемое Землей. Их эффекты сложны и различаются по времени, местоположению и высоте. Обычно в дневное время преобладает перехват солнечного света, дающий охлаждающий эффект; однако ночью повторное излучение тепла на Землю замедляет тепловые потери Земли.
НАСА фотография, на которой видны самолет инверсионные следы и естественные облака. Временное исчезновение инверсионных следов над Северной Америкой из-за приземления самолетов после атак 11 сентября 2001 г., и связанное с этим увеличение дневного диапазона температур дало эмпирические данные о влиянии тонких ледяных облаков на поверхность Земли. Неполное сгорание ископаемого топлива (например, дизельное топливо ) и древесины приводит к выбросу черного углерода в воздух. Хотя черный углерод, большая часть которого представляет собой сажу, является чрезвычайно малым компонентом загрязнения воздуха на уровне поверхности земли, это явление оказывает значительное нагревательное воздействие на атмосферу на высоте более двух километров (6562 фута). Кроме того, он затемняет поверхность океана, поглощая солнечную радиацию.
Эксперименты на Мальдивах (сравнение атмосферы над северными и южными островами) в 1990-х годах показали, что эффект макроскопического Загрязняющие вещества в атмосфере в то время (унесенные к югу от Индии ) вызвали примерно 10% -ное уменьшение количества солнечного света, достигающего поверхности в области под азиатским коричневым облаком - гораздо большее сокращение, чем ожидается от наличия самих частиц. До проведения исследования предсказывалось влияние твердых частиц на 0,5–1%; отклонение от прогноза может быть объяснено образованием облаков, в которых частицы действуют как фокус для создания капель.
Явление, лежащее в основе глобального затемнения, также может иметь региональные последствия. В то время как большая часть Земли нагрелась, регионы, которые находятся под ветром от основных источников загрязнения воздуха (в частности, выбросов диоксида серы), в целом охладились. Это может объяснить похолодание в восточной части США по сравнению с потеплением в западной части.
Однако некоторые исследования показывают, что черный углерод усилит глобальное потепление, уступая только CO 2. Они считают, что сажа поглощает солнечную энергию и переносит ее в другие районы, такие как Гималаи, где происходит таяние ледников. Он также может затемнить арктический лед, уменьшая отражательную способность и увеличивая поглощение солнечной радиации.
Переносимый по воздуху вулканический пепел может отражать солнечные лучи обратно в космос и тем самым способствовать охлаждению планеты. Понижения температуры Земли наблюдались после крупных извержений вулканов, таких как гора Агунг на Бали, извергавшаяся в 1963 г., Эль-Чичон (Мексика) 1983 г., Руис (Колумбия) 1985 г. и Пинатубо (Филиппины) 1991. Но даже при крупных извержениях облака пепла остаются только на относительно короткие периоды времени. Также было высказано предположение, что сегодняшнее быстрое изменение климата может усилить вулканическую активность.
В исследовании была высказана теория о том, что замешаны инверсионные следы от самолетов (также называемые следами пара) в региональном охлаждении, но постоянный поток воздушного движения ранее означал, что это не могло быть проверено. Практически полное отключение гражданского воздушного движения в течение трех дней после атак 11 сентября 2001 г. предоставило уникальную возможность наблюдать за климатом Соединенных Штатов Отсутствуют следы инверсионных следов. В течение этого периода в некоторых частях США наблюдалось повышение суточной температуры на 1,1 ° C (1,8 ° F), т.е. инверсионные следы самолетов могли повышать ночную температуру и / или понижать дневную температуру на намного больше, чем предполагалось ранее. Однако последующее исследование связывало облачность с изменением температуры. Авторы писали: «Изменения в высокой облачности, включая инверсионные следы и перистые облака, вызванные инверсионным следом, вносят слабый вклад в изменения дневного диапазона температур, который в основном определяется облаками на более низкой высоте, ветром и влажностью».
Солнцезащитные аэрозоли во всем мире неуклонно сокращались (красная линия) после извержения горы Пинатубо в 1991 году, согласно спутниковым оценкам. Предоставлено: Майкл Мищенко, НАСА Уайлд и др., Используя измерения над сушей, сообщают об увеличении яркости с 1990 года, а Пинкер и др. обнаружил, что небольшое затемнение продолжалось над сушей, а над океаном происходило повышение яркости. Следовательно, над земной поверхностью Wild et al. и Pinker et al. не согласен. Спутниковое исследование, спонсируемое НАСА 2007 года, проливает свет на озадачивающие наблюдения других ученых о том, что количество солнечного света, достигающего поверхности Земли, в последние десятилетия неуклонно сокращалось, а примерно в 1990 году начало меняться. тенденция глобального затемнения к тенденции «осветления» произошла как раз тогда, когда глобальные уровни аэрозолей начали снижаться.
Вероятно, что по крайней мере некоторые из этих изменений, особенно в Европе, связаны с уменьшением загрязнения воздуха. Большинство правительств развитых стран приняли меры по сокращению выбросов аэрозолей в атмосферу, что помогает уменьшить глобальное затемнение.
С 1970 года количество сульфатных аэрозолей значительно сократилось с принятием Закона о чистом воздухе в США и аналогичная политика в Европе. Закон о чистом воздухе был усилен в 1977 и 1990 годах. Согласно EPA, с 1970 по 2005 год общие выбросы шести основных загрязнителей воздуха, включая ТЧ, в США снизились на 53%. В 1975 году, наконец, начали проявляться скрытые эффекты захваченных парниковых газов, и с тех пор они преобладают.
Сеть базовой приземной радиации (BSRN) собирает данные измерений с поверхности. BSRN был запущен в начале 1990-х и обновлял архивы в это время. Анализ последних данных показывает, что за последнее десятилетие поверхность планеты посветлела примерно на 4%. Тенденция к повышению яркости подтверждается другими данными, включая спутниковый анализ.
Некоторые ученые теперь считают, что эффекты глобального затемнения значительно замаскировали эффект глобального потепления. и что устранение глобального затемнения может привести к повышению температуры в будущем. По словам Беате Липерт: «Мы жили в условиях глобального потепления и глобального затемнения, и теперь мы убираем глобальное затемнение. В итоге мы получаем мир глобального потепления, который будет намного хуже, чем мы думали, гораздо жарче.. " Масштабы этого маскирующего эффекта - одна из центральных проблем текущего изменения климата со значительными последствиями для будущих изменений климата и ответных мер политики на глобальное потепление.
Взаимодействие между двумя теориями изменения климата также были изучены, поскольку глобальное потепление и глобальное затемнение не исключают друг друга и не противоречат друг другу. В статье, опубликованной 8 марта 2005 г. в журнале Geophysical Research Letters Американского геофизического союза, группа исследователей под руководством Анастасии Романоу с факультета прикладной физики и математики Колумбийского университета в Нью-Йорке также показала, что явно противоположные силы глобального потепления и глобального потепления. затемнение может происходить одновременно. Глобальное затемнение взаимодействует с глобальным потеплением, блокируя солнечный свет, который в противном случае вызвал бы испарение, а твердые частицы связывались с каплями воды. Водяной пар является основным парниковым газом. С другой стороны, на глобальное затемнение влияют испарение и дождь. Дождь очищает загрязненное небо.
По словам Вирабхадрана Раманатана, атмосферного химика из Института океанографии Скриппса в Ла-Хойе, Калифорния, было обнаружено, что коричневые облака усиливают глобальное потепление. «Принято считать, что коричневые облака замаскировали до 50 процентов глобального потепления парниковыми газами за счет так называемого глобального затемнения... Хотя это верно в глобальном масштабе, это исследование показывает, что над южной и восточной Азией частицы сажи в коричневые облака на самом деле усиливают тенденцию к потеплению атмосферы, вызванную парниковыми газами, на целых 50 процентов ».
Этот рисунок показывает уровень согласия между моделью климата определяется пятью факторами и историческим температурным рекордом. Отрицательный компонент, обозначенный как «сульфат», связан с выбросами аэрозолей, причиной которых является глобальное затемнение. Загрязнение, производимое людьми, может серьезно ослабить круговорот воды на Земле, уменьшая количество осадков и угрожая запасам пресной воды. Исследование 2001 года, проведенное учеными из Института океанографии Скриппса, предполагает, что крошечные частицы сажи и других загрязнителей оказывают значительное влияние на гидрологический цикл. Согласно Вирабхадрану Раманатану, «энергия для гидрологического цикла исходит от солнечного света. Когда солнечный свет нагревает океан, вода утекает в атмосферу и выпадает в виде дождя. Так как аэрозоли в больших количествах сокращают солнечный свет, они может замедлить гидрологический цикл планеты ».
Крупномасштабные изменения в погодных условиях также могли быть вызваны глобальным затемнением. Специалисты по моделированию климата предполагают, что это уменьшение солнечной радиации на поверхности могло привести к провалу муссонов в южной части Сахары Африки в течение 1970-х и 1980-х годов вместе с ассоциированным голодом, таким как засуха в Сахеле, вызванная загрязнением Северного полушария, охладившим Атлантику. Из-за этого пояс тропических дождей мог не подняться до своих северных широт, что привело к отсутствию сезонных дождей. Это утверждение не является общепринятым, и его очень сложно проверить. Однако китайское исследование за 50 лет непрерывных данных, проведенное в 2009 году, показало, что, хотя в большей части восточного Китая не наблюдалось значительных изменений в количестве воды, удерживаемой атмосферой, количество легких дождей уменьшилось. Затем исследователи смоделировали эффект аэрозолей, а также пришли к выводу, что общий эффект заключается в том, что капли воды в загрязненных случаях на 50 процентов меньше, чем в чистом небе. Они пришли к выводу, что меньший размер препятствует образованию дождевых облаков, а выпадение небольшого дождя полезно для сельского хозяйства. Это был иной эффект, чем уменьшение солнечного излучения, но все же прямой результат присутствия аэрозолей.
Исследование 2001 года, проведенное учеными из Института океанографии Скриппса, пришло к выводу, что дисбаланс между глобальным затемнением и глобальным потеплением на поверхности приводит к более слабым турбулентным тепловым потокам в атмосферу. Это означает, что испарение в глобальном масштабе и, следовательно, осадки будут происходить в более тусклом и теплом мире, что в конечном итоге может привести к более влажной атмосфере, в которой меньше дождей.
Естественная форма крупномасштабного влияния окружающей среды на затемнение на развитие тропические циклоны происходят из пыли пустыни Сахара, когда дрейфующий песок и нагруженный минеральными частицами воздух движутся над Атлантическим океаном. Частицы отражают и поглощают солнечный свет, меньшее количество солнечных лучей достигает слоев поверхности Земли, что приводит к снижению температуры воды и поверхности земли, а также к меньшему образованию облаков, что, в свою очередь, сдерживает развитие ураганов.
Некоторые ученые предложили использовать аэрозоли для предотвращения последствий глобального потепления в качестве экстренной геоинженерной меры. В 1974 году Михаил Будыко предположил, что, если глобальное потепление станет проблемой, планету можно будет охладить за счет сжигания серы в стратосфере, что создаст дымку. Увеличение планетарного альбедо всего на 0,5 процента достаточно, чтобы вдвое уменьшить эффект удвоения CO 2.
Простейшим решением было бы просто выделять больше сульфатов, который окажется в тропосфере - самой нижней части атмосферы. Если бы это было сделано, Земля все еще столкнулась бы со многими проблемами, такими как:
Предлагаемое решение - транспортировка сульфатов в следующий более высокий слой атмосферы - стратосферу. Аэрозоли в стратосфере последние годы, а не недели, поэтому потребуется лишь относительно меньшее (хотя и все же большое) количество выбросов сульфатов, и побочные эффекты будут меньше. Для этого потребуется разработать эффективный способ транспортировки больших объемов газов в стратосферу, многие из которых были предложены, хотя ни один из них не известен как эффективный или экономически жизнеспособный.
В сообщении в блоге: Гэвин Шмидт заявил, что «идеи о том, что мы должны увеличить выбросы аэрозолей, чтобы противодействовать глобальному потеплению, были описаны как« сделка по Фаусту », потому что это будет означать постоянно увеличивающееся количество выбросов, чтобы соответствовать накопленным парниковым газам в атмосферы, с постоянно растущими денежными расходами и расходами на здоровье ».
В конце 1960-х Михаил Иванович Будыко работал с простым двумерным климатом баланса энергии модели для исследования отражательной способности льда. Он обнаружил, что обратная связь альбедо льда создает положительную обратную связь в климатической системе Земли. Чем больше снега и льда, тем больше солнечной радиации отражается обратно в космос, и, следовательно, чем холоднее становится Земля и тем больше идет снег. Другие исследования показали, что загрязнение окружающей среды или извержение вулкана могут спровоцировать наступление ледникового периода.
В 1980-х годах Ацуму Омура, географический исследователь из Швейцарского федерального технологического института., обнаружили, что солнечная радиация, падающая на поверхность Земли, снизилась более чем на 10% за три предыдущих десятилетия. Его выводы, похоже, противоречили глобальному потеплению - глобальная температура в целом повышалась с 70-х годов. Меньше света, достигающего Земли, казалось, означало, что она должна остывать. Вскоре за этим последовали другие: Вийви Руссак в 1990 г. «Тенденции солнечной радиации, облачности и прозрачности атмосферы в Эстонии за последние десятилетия» и Беате Липерт в 1994 г. «Солнечная радиация в Германии - наблюдаемые тенденции и оценка их причин». Затемнение наблюдалось также на объектах по всему бывшему Советскому Союзу. Джерри Стэнхилл, изучавший это снижение во всем мире во многих работах, ввел термин «глобальное затемнение».
Независимые исследования в Израиле и Нидерландах в конце 1980-х годов показали очевидное сокращение количества солнечного света, несмотря на широко распространенные свидетельства того, что климат становится жарче. Скорость затемнения варьируется во всем мире, но в среднем оценивается примерно в 2–3% за десятилетие. В начале 1990-х тенденция изменилась. Трудно провести точное измерение из-за трудности калибровки используемых инструментов и проблемы пространственного охвата. Тем не менее эффект почти наверняка присутствует.
Эффект (2–3%, как указано выше) вызван изменениями в атмосфере Земли; величина солнечной радиации в верхней части атмосферы не изменилась более чем на долю этой величины.
Смог, видимый здесь, на мосту Золотые Ворота, вероятно, вносит свой вклад к глобальному затемнению. Эффект сильно различается по планете, но оценки среднего значения земной поверхности:
Обратите внимание, что эти числа относятся к земной поверхности, а не к среднему глобальному значению. Произошло ли затемнение (или повышение яркости) над океаном, было немного неизвестно, хотя конкретные измерения измерили эффекты примерно в 400 милях (643,7 км) от Индии через Индийский океан в сторону Мальдивских островов. Региональные эффекты, вероятно, преобладают, но не ограничиваются строго сушей, и эффекты будут определяться региональной циркуляцией воздуха. Обзор 2009 г., проведенный Wild et al. обнаружили, что широко распространенные вариации в региональных и временных эффектах. На многих станциях в Европе, США и Корее было солнечное прояснение после 2000 года. Повышение яркости, наблюдавшееся на участках Антарктиды в 1990-х годах под влиянием восстановления после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году, исчезает после 2000 года. Тенденция к осветлению также, кажется, выравнивается на участках в Японии. В Китае есть некоторые признаки возобновления затемнения после стабилизации в 1990-х годах. Продолжение длительного затемнения отмечается также на объектах в Индии. В целом, имеющиеся данные предполагают продолжение повышения яркости после 2000 года во многих местах, но менее выраженное и последовательное, чем в 1990-е годы, с большим количеством регионов без явных изменений или спадов. Следовательно, в глобальном масштабе парниковое потепление после 2000 года может меньше модулироваться поверхностными солнечными колебаниями, чем в предыдущие десятилетия. Наибольшее сокращение наблюдается в северном полушарии средних широтах. Видимый свет и инфракрасное излучение, по-видимому, подвергаются наибольшему воздействию, а не ультрафиолетовая часть спектра.
Портал глобального потепления 
Экологический портал 
Экологический портал 
Энергетический портал  | Викиновости имеют новости по теме: |
 | В Викиучебнике есть книга по теме: Изменение климата |
