Наблюдения за затененной частью поверхности Луны для мониторинга климата Земли

Ученые возобновили и модернизировали почти забытую методику контроля климата Земли, которая заключается в тщательном наблюдении за "земным свечением" — призрачным накалом затененной части поверхности Луны. Измерения земного свечения — полезное дополнение к спутниковым наблюдениям, с помощью которых и определяется коэффициент земного отражения солнечного света — важного климатического параметра. Таким образом, долговременные наблюдения земного свечения помогают контролировать вариационные изменения в слое облаков и атмосферных частицах, известных как аэрозоли, которые играют важную роль в изменении климата.

Земное свечение хорошо видно невооруженным глазом, но лучше всего наблюдать его в период неполной луны (первая/последняя четверть луны). Леонардо да Винчи первым объяснил это явление, в котором луна действует как гигантское зеркало, показывая солнечный свет, отраженный от Земли. Яркость земного свечения, таким образом, измеряет отражательную способность Земли.

В майском выпуске журнала "Документы Геофизических Исследований", издающегося Американским Геофизическим Союзом, команда ученых из Института Технологии (Нью-Джерси) и Института Технологии (Калифорнии) опубликовала результаты своей работы. Исследователи сообщают, что Земное альбедо (отражательная способность) в настоящее время составляет 0.297 с допустимой погрешностью 0.005.

Климат Земли управляется солнечным светом, который поглощает планета. Ученые обнаружили, что имеют место удивительно большие — до 20% — сезонные колебания коэффициента отражения Земли. К тому же, они подсчитали, что земное альбедо за последние пять лет уменьшилось на 2.5%. Если бы Земля отражала даже на 1% меньшее количество света, то результат был бы достаточно существенен, чтобы начать беспокоится по поводу наступающего глобального потепления.

В начале XX века французский астроном Данджон произвел первые количественные наблюдения земного свечения. Но этот метод был забыт и не использовался почти 50 лет, пока профессор Стивен Е. Кунин не описал его современный потенциал в своей статье в 1991 году. Недавно были опубликованы первые данные, которые являются точными и систематическими достаточными, чтобы судить о благополучии земного климата.

Кунин замечает, что изучение изменений климата требует хорошо калиброванных, долговременных измерений огромных регионов земного шара. Наблюдения земного свечения идеально подходят для этого, потому что, в отличие от спутниковых данных, измерения альбедо автоматически калибрируются, их выполнение легко и недорого с Земли, а также эти измерения мгновенно покрывают значительную часть планеты (следует заметить, что наблюдения с земной поверхности все же менее точны, чем внеатмосферные, и скорее тут решающим фактором оказалась их дешивизна — прим РА ).

Новые измерения альбедо базируются на примерно 200 ночных наблюдений темной стороны Луны через равные промежутки времени в течение последних двух лет, и еще 70 ночных наблюдений в течение 1994-95 г.г. Используя шестидюймовый телескоп-рефрактор и другие точные приборы, исследователи измеряли интенсивность земного свечения.

Одновременно наблюдая яркость "лунного свечения" неполной Луны, они компенсировали эффекты атмосферного рассеивания. Самые лучшие данные получены были за неделю до новолуния и через неделю после него, когда меньше половины лунного диска было освещено Солнцем. При учете локального слоя облаков коэффициент отражения Земли определяется приблизительно за 1/4 всех ночей.

Исследование планируется осуществлять, опираясь на среднестатистическую длительность периодов, потому что альбедо изменяется от ночи к ночи с изменениями погодных условий, и даже еще значительнее — от сезона к сезону с изменением снежного и ледяного покровов. Размещение континентов также влияет на альбедо, поскольку Земля вращается вокруг своей оси.

Например, наблюдения из Калифорнии легко обнаруживают осветление земного свечения в течение ночи тогда, когда солнце светит над Азией, потому что огромный континентальный массив отражает большее количество света, чем Тихий океан. Таким образом, усреднение огромного количества данных необходимо для точного показания изменяющегося альбедо.

Очень важно, что данные земного свечения показали уменьшение альбедо в течение последних пяти лет, так как солнечная магнитная активность увеличилась с минимума до максимума за этот же период времени. Это подтверждает гипотезу о том, что магнитное поле Солнца играет косвенную роль в климате Земли. Если новые данные будут подтверждены и дальнейшими наблюдениями, то это объяснило бы, почему существует так много сигнатур 11-летнего цикла солнечной активности в летописи климата Земли.

Исследователи планируют продолжать свои наблюдения за земным свечением из обсерватории. Эти работы предполагается проводить во всепланетарном масштабе, что позволит осуществлять более точный, круглосуточный контроль за коэффициентом отражения земли. Такая точность поможет установить и доказать связь между солнечной активностью и земным климатом.

Источник: SciTecLibrary.com
Отредактировано "РА"