Новый взгляд на тайны полярного климата

Новый взгляд на тайны полярного климата

Изучая, как облака и водяной пар влияют на тепловое излучение в космос, НАСА начало миссию PREFIRE, в которой участвуют два спутника CubeSat, запущенные из Новой Зеландии. Миссия направлена на устранение неопределённостей, связанных с излучением в дальнем инфракрасном диапазоне на полюсах Земли и их влиянием на глобальный климат. Полученные в ходе миссии данные помогут усовершенствовать климатические модели, улучшая прогнозы динамики климата и последствий глобального потепления.

Цель PREFIRE — измерить количество тепла, излучаемого Землёй в космос из её самых холодных и отдалённых районов — Арктики и Антарктики. Земля поглощает много солнечной энергии в тропиках, а погода и океанские течения переносят это тепло к полюсам (которые получают гораздо меньше солнечного света). Лёд, снег и облака наряду с другими частями полярной среды выделяют часть этого тепла в космос, в основном в виде дальнего инфракрасного излучения. Разница между количеством тепла, поглощаемого Землёй в тропиках, и количеством тепла, излучаемого Арктикой и Антарктикой, оказывает ключевое влияние на температуру планеты, помогая управлять динамическими системами климата и погоды.

Но излучение в дальнем инфракрасном диапазоне на полюсах никогда систематически не измерялось. Вот тут-то и пригодится миссия PREFIRE. Миссия поможет исследователям получить более чёткое представление о том, когда и где полярные области Земли излучают в космос дальнее инфракрасное излучение, а также о том, как атмосферные водяные пары и облака влияют на количество выходящего излучения. Облака и водяной пар могут задерживать дальнее инфракрасное излучение на Земле, тем самым повышая глобальные температуры, что является частью парникового эффекта.

Облака и водяной пар на полюсах Земли действуют как окна в летний день: ясный, относительно сухой день в Арктике подобен открытию окна, чтобы выпустить тепло из душной комнаты. Облачный, относительно влажный день удерживает тепло, как закрытое окно. Типы облаков и высота, на которой они образуются, влияют на то, сколько тепла удерживается в полярной атмосфере. Облака на низкой высоте, состоящие в основном из капель воды, как правило, обладают охлаждающим эффектом, похожим на тонированное стекло. Облака на больших высотах, состоящие в основном из частиц льда, легче поглощают тепло, создавая эффект потепления. Поскольку облака на средних высотах могут содержать различное количество капель воды и частиц льда, они могут оказывать как согревающее, так и охлаждающее действие.

Но облака, как известно, трудно изучать: они состоят из микроскопических частиц, которые могут перемещаться и изменяться в течение нескольких секунд или часов. Когда идёт дождь или снег, происходит сильное перераспределение воды и энергии, что может полностью изменить характер облаков. Эти постоянно меняющиеся факторы усложняют задачу реалистичного учёта поведения облаков в климатических моделях, которые пытаются спрогнозировать глобальные климатические сценарии.

Несоответствия в том, как различные климатические модели представляют облака, могут означать разницу в прогнозировании потепления на 3 или 6 градусов. Миссия PREFIRE направлена на уменьшение этой неопределённости.

Тепловой инфракрасный спектрометр на каждом космическом аппарате будет выполнять важные измерения длин волн света в дальнем инфракрасном диапазоне. Приборы смогут обнаруживать облака практически невидимые для других типов оптических приборов. А приборы PREFIRE будут достаточно чувствительны, чтобы определить приблизительный размер частиц и отличить капли жидкости от частиц льда.

Перейти к источнику цитирования

Вернуться в новостную ленту

Анализ данных систем геофизического и экологического мониторинга
В монографии на основании многолетнего опыта работы автора приведены результаты ...

Sharks and Rays of Australia
The waters around Australia, the world’s smallest continent, are home to the greatest diversity of sharks and rays on Earth. Fully 100 of these sea ...

Природопользование Севера России
В настоящей работе на фоне изучения особенностей природопользования на Севере ...