Οι άμεσες παρατηρήσεις της NASA επιβεβαιώνουν ότι οι άνθρωποι χάνουν τον ενεργειακό προϋπολογισμό της Γης

Γη με προϋπολογισμό – α Προϋπολογισμός ενέργειας. Ο πλανήτης μας προσπαθεί συνεχώς να εξισορροπεί τη ροή ενέργειας μέσα και έξω από το σύστημα της Γης. Όμως οι ανθρώπινες δραστηριότητες διαταράσσουν αυτήν την ισορροπία, αναγκάζοντας τον πλανήτη μας να ζεσταθεί ως απόκριση

Η ακτινοβόλη ενέργεια εισέρχεται στο σύστημα της Γης από το φως του ήλιου που λάμπει στον πλανήτη μας. Μέρος αυτής της ενέργειας αντανακλάται από την επιφάνεια της Γης ή την ατμόσφαιρα στο διάστημα. Το υπόλοιπο απορροφάται, ο πλανήτης θερμαίνεται και στη συνέχεια εκπέμπεται ως θερμική ακτινοβολία με τον ίδιο τρόπο που η μαύρη άσφαλτος θερμαίνει και εκπέμπει θερμότητα σε μια ηλιόλουστη ημέρα. Τελικά, αυτή η ενέργεια κατευθύνεται επίσης στο διάστημα, αλλά μέρος της απορροφάται από σύννεφα και αέρια θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Η απορροφούμενη ενέργεια θα μπορούσε επίσης να εκπέμπεται πίσω στη γη, όπου θα θερμαίνει ακόμη περισσότερο την επιφάνεια.

Η προσθήκη περισσότερων συστατικών που απορροφούν ακτινοβολία – όπως τα αέρια του θερμοκηπίου – ή η απομάκρυνση αυτών που τα αντανακλούν – όπως ένα αεροζόλ – διαταράσσει την ενεργειακή ισορροπία της Γης και αναγκάζει τη Γη να απορροφήσει περισσότερη ενέργεια αντί να διαφύγει στο διάστημα. Αυτό ονομάζεται ακτινοβολητική δύναμη και είναι ο κυρίαρχος τρόπος με τον οποίο οι ανθρώπινες δραστηριότητες επηρεάζουν το κλίμα.

Απλοποιημένη κίνηση της ενεργειακής ισορροπίας του πλανήτη: εξισορρόπηση της ενέργειας του πλανήτη μεταξύ εισερχόμενης (κίτρινης) και εξερχόμενης ακτινοβολίας (κόκκινο). Στη Γη, οι φυσικές και ανθρώπινες διεργασίες επηρεάζουν την ποσότητα ενέργειας που λαμβάνεται καθώς και απελευθερώνεται στο διάστημα. Αυτή η μελέτη φιλτράρει τις διαφορές στον ενεργειακό προϋπολογισμό της Γης λόγω των διαδικασιών ανατροφοδότησης και αποκαλύπτει ενεργειακές αλλαγές λόγω αερολυμάτων και εκπομπών αερίων θερμοκηπίου. Πίστωση: Εργαστήριο εννοιολογικής απεικόνισης Goddard Space Flight Center της NASA

Η κλιματική μοντελοποίηση προβλέπει ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες παράγουν αέρια θερμοκηπίου και αερολύματα που επηρεάζουν τον ενεργειακό προϋπολογισμό της Γης. Τώρα, καθηγητής ΝΑΣΑ Η μελέτη επιβεβαίωσε αυτές τις προβλέψεις μέσω άμεσων παρατηρήσεων για πρώτη φορά: η ακτινοβολητική πίεση αυξάνεται λόγω των ανθρώπινων ενεργειών, επηρεάζοντας την ενεργειακή ισορροπία του πλανήτη και τελικά προκαλώντας κλιματική αλλαγή. Η εφημερίδα δημοσιεύθηκε στο διαδίκτυο στις 25 Μαρτίου 2021 στο περιοδικό Γεωφυσικές Ερευνητικές Επιστολές.

«Αυτός είναι ο πρώτος υπολογισμός της συνολικής ακτινοβολίας της Γης με χρήση παγκόσμιων παρατηρήσεων, λαμβάνοντας υπόψη τις επιπτώσεις των αερολυμάτων και των αερίων του θερμοκηπίου», δήλωσε ο Ryan Kramer, ανώτερος συγγραφέας της εφημερίδας και ερευνητής στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt, Maryland. . Και Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, Κομητεία της Βαλτιμόρης. “Είναι άμεση απόδειξη ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες προκαλούν αλλαγές στον ενεργειακό προϋπολογισμό της Γης”.

Πρακτορείο της NASA Σύννεφα και το σύστημα ακτινοβολίας ενέργειας της Γης (CERES) Το έργο μελετά τη ροή της ακτινοβολίας στο άνω μέρος της γήινης ατμόσφαιρας. Μια σειρά συσκευών CERES πετούν συνεχώς σε δορυφόρους από το 1997. Κάθε μετρά την ποσότητα ενέργειας που εισέρχεται στο σύστημα της Γης και την ποσότητα των φύλλων, δίνοντας τη συνολική αλλαγή στην ακτινοβολία. Αυτά τα δεδομένα, σε συνδυασμό με άλλες πηγές δεδομένων, όπως μετρήσεις της θερμοκρασίας του ωκεανού, δείχνουν ότι υπάρχει ενεργειακή ανισορροπία στον πλανήτη μας.

“Αλλά δεν μας λέει ποιοι παράγοντες προκαλούν αλλαγές στο ενεργειακό ισοζύγιο”, δήλωσε ο Kramer.

Τα όργανα CERES της NASA παρακολουθούν το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Αυτή η εικόνα δείχνει πώς μπορεί να συγκριθεί η διαφορά μεταξύ της εισερχόμενης και της ανακλώμενης ενέργειας μικρών κυμάτων – απορροφούμενης ηλιακής ενέργειας – με την ακτινοβολία που εκπέμπεται από μακρά κύματα για τον προσδιορισμό της καθαρής μεταβολής της ενέργειας της Γης. Πίστωση: NASA Science Visualization Studio

Αυτή η μελέτη χρησιμοποίησε μια νέα τεχνική για την ανάλυση της συνολικής ενεργειακής αλλαγής που προκαλείται από τους ανθρώπους. Οι ερευνητές υπολόγισαν την ποσότητα ανισορροπίας που προκαλείται από διακυμάνσεις σε συχνά φυσικούς παράγοντες, όπως υδρατμούς, σύννεφα, θερμοκρασία και λευκότητα της επιφάνειας (κυρίως τη φωτεινότητα ή την αντανάκλαση της επιφάνειας της Γης). Για παράδειγμα, ένα αρχείο Ατμοσφαιρικός υπέρυθρος ανιχνευτής (AIRS) Ένα όργανο του δορυφόρου Aqua της NASA μετρά τους υδρατμούς στην ατμόσφαιρα της Γης. Οι υδρατμοί απορροφούν ενέργεια με τη μορφή θερμότητας, οπότε οι αλλαγές στους υδρατμούς θα επηρεάσουν την ποσότητα ενέργειας που τελικά βρίσκεται εκτός του συστήματος της Γης. Οι ερευνητές υπολόγισαν την ενεργειακή αλλαγή λόγω καθένα από αυτούς τους φυσικούς παράγοντες και στη συνέχεια αφαίρεσαν τις τιμές από το σύνολο. Το υπόλοιπο μέρος είναι η ακτινοβολητική δύναμη.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες προκάλεσαν αύξηση της ακτινοβολίας στη Γη κατά περίπου 0,5 watt ανά τετραγωνικό μέτρο από το 2003 έως το 2018. Η αύξηση οφείλεται κυρίως στις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου από πράγματα όπως η παραγωγή ενέργειας, οι μεταφορές και η βιομηχανική κατασκευή. Τα μειωμένα ανακλαστικά αερολύματα συμβάλλουν επίσης στην ανισορροπία.

Η νέα τεχνική είναι υπολογιστικά πιο γρήγορη από τις προηγούμενες μεθόδους που βασίζονται σε μοντέλα, επιτρέποντας στους ερευνητές να παρακολουθούν την ακτινοβολητική δύναμη σε σχεδόν πραγματικό χρόνο. Η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση του τρόπου με τον οποίο οι ανθρώπινες εκπομπές επηρεάζουν το κλίμα, παρακολουθούν την επιτυχία διαφόρων προσπαθειών μετριασμού και αξιολογούν μοντέλα για την πρόβλεψη μελλοντικών αλλαγών στο κλίμα.

“Η δημιουργία ενός άμεσου ρεκόρ της ακτινοβολητικής δύναμης που υπολογίστηκε από τις παρατηρήσεις θα μας επιτρέψει να εκτιμήσουμε πόσο καλά τα κλιματικά μοντέλα προσομοιώνουν αυτές τις επιπτώσεις”, δήλωσε ο Gavin Schmidt, διευθυντής του Ινστιτούτου Διαστημικών Μελετών Goddard της GASA (GISS) της Νέας Υόρκης. “Αυτό θα μας επιτρέψει να κάνουμε πιο σίγουρες προβλέψεις για το πώς θα αλλάξει το κλίμα στο μέλλον.”

Αναφορά: «Παρατηρητικά στοιχεία για την αύξηση του παγκόσμιου αντίκτυπου στην ακτινοβολία» των Ryan J. Kramer, Howeshe, Brian J. Soden, Lazarus Auropoulos, Gunnar Meyer, Pierce M. Forster and Christopher J. Smith, 25 Μαρτίου 2021, Γεωφυσικές Ερευνητικές Επιστολές.
Doi: 10.1029 / 2020GL091585