Billedkredit: BBSO
Forskere, der overvåger Jordens refleksion ved at måle månens "jordskin", har observeret uventet store klimasvingninger i løbet af de sidste to årtier. Ved at kombinere otte års jordskinsdata med næsten tyve år med delvist overlappende satellitsky-data, har de fundet en gradvis nedgang i Jordens refleksion, der blev skarpere i den sidste del af 1990'erne, måske forbundet med den accelererede globale opvarmning i de senere år. Overraskende vendte den faldende refleksion fuldstændigt tilbage i de sidste tre år. Sådanne ændringer, som ikke forstås, ser ud til at være en naturlig variation i Jordens skyer.
Den 28. maj 2004, udgave af tidsskriftet Science undersøger fænomenet i en artikel, "Ændringer i Jordens refleksion i løbet af de sidste to årtier," skrevet af Enric Palle, Philip R. Goode, Pilar Montaes Rodriguez og Steven E. Koonin. Goode er en fremtrædende professor i fysik ved New Jersey Institute of Technology (NJIT), Palle og Monta = F1es Rodr = EDguez er postdoktoriske associerede ved den institution, og Koonin er professor i teoretisk fysik ved California Institute of Technology. Observationerne blev foretaget på Big Bear Solar Observatory (BBSO) i Californien, som NJIT har drevet siden 1997 med Goode som direktør. National Aeronautics Space Administration finansierede disse observationer.
Holdet har genoplivet og moderniseret en gammel metode til at bestemme Jordens refleksion, eller albedo, ved at observere jordskin, sollys reflekteret af Jorden, der kan ses som en spøgelsesfuld glød af månens “mørke side” - eller den del af måneskiven ikke oplyst af solen. Som Koonin indså for 14 år siden, kan sådanne observationer være et kraftfuldt værktøj til langsigtet klimatilsyn. ”Den skyere jord, jo lysere jordskin og skiftende skydække er et vigtigt element i klimaændring,” sagde han.
Der er i gang med BBSO siden 1994 præcise jordskinsobservationer for at bestemme den globale reflektivitet med regelmæssige observationer, der begyndte i slutningen af 1997.
”Ved hjælp af et fænomen, der først blev forklaret af Leonardo DaVinci, kan vi præcist måle globale klimaændringer og finde en overraskende historie om skyer. Vores metode har fordelen ved at være meget præcis, fordi den lyse månens halvmåne fungerer som en standard mod at overvåge jordskin, og lys, der reflekteres af store dele af Jorden, kan observeres samtidig, ”sagde Goode. ”Det er også billigt og kræver kun et lille teleskop og en relativt simpel elektronisk detektor.”
Ved at bruge en kombination af jordskinsobservationer og satellitdata på skydække har jordskinsteamet bestemt følgende:
Jordens gennemsnitlige albedo er ikke konstant fra det ene år til det næste; det ændrer sig også i løbet af de decadale tidsperioder. De computermodeller, der i øjeblikket bruges til at studere klimasystemet, viser ikke så stor decadal-skala-variabilitet af albedo.
Det årlige gennemsnitlige albedo faldt meget gradvist fra 1985 til 1995 og faldt derefter kraftigt i 1995 og 1996. Disse observerede fald er stort set i overensstemmelse med tidligere kendte satellitmål for skymængde.
Den lave albedo i 1997-2001 øgede solopvarmning af kloden med en hastighed, der var mere end dobbelt så stor som forventet af en fordobling af atmosfærisk kuldioxid. Denne "dæmpning" af Jorden, som den kunne ses fra rummet, er måske forbundet med den nylige accelererede stigning i gennemsnitlige globale overfladetemperaturer.
2001-2003 blev en tilbageførsel af albedo til værdier før 1995; denne "lysning" af Jorden kan sandsynligvis tilskrives virkningen af øget skydække og tykkelse.
Disse store variationer, der kan sammenlignes med dem i jordens infrarøde (varme) stråling, der observeres i troperne af satellitter, udgør en stor indflydelse på Jordens strålingsbudget.
”Vores resultater er kun en del af historien, da Jordens overfladetemperatur bestemmes af en balance mellem sollys, der varmer planeten og varme, der udstråler tilbage i rummet, som afkøler planeten,” sagde Palle. ”Dette afhænger af mange faktorer ud over albedo, såsom mængden af drivhusgasser (vanddamp, kuldioxid, methan), der findes i atmosfæren. Men disse nye data understreger, at skyer skal redegøres korrekt for og illustrerer, at vi stadig mangler den detaljerede forståelse af vores klimasystem, der er nødvendig for at modellere fremtidige ændringer med tillid. ”
Goode siger, at jordskinsobservationer vil fortsætte i det næste årti. ”Disse vil være vigtige for at overvåge løbende ændringer i Jordens klimasystem. Det vil også være vigtigt at korrelere vores resultater med satellitdata, når de bliver tilgængelige, især i de seneste år, for at danne en konsekvent beskrivelse af det skiftende albedo. Jordskinsobservationer gennem en 11-årig solcyklus vil også være vigtige for at vurdere hypotese påvirkninger af solaktivitet på klima. ”
Monta = F1es Rodr = EDguez siger, at for at gennemføre fremtidige observationer, arbejder teamet for at etablere et globalt netværk af observationsstationer. "Disse ville muliggøre kontinuerlig overvågning af albedo i store dele af hver månemåned og ville også kompensere for lokale vejrforhold, som undertiden forhindrer observationer fra et givet sted."
BBSO-observationer suppleres i øjeblikket med andre fra Krim i Ukraine, og der vil snart også være observationer fra Yunnan i Kina. En yderligere forbedring vil være at fuldt automatisere de nuværende manuelle observationer. Der konstrueres et prototype-teleskop, og teamet søger midler til at konstruere, kalibrere og distribuere et netværk på otte rundt om i verden.
”Selv når det videnskabelige samfund anerkender sandsynligheden for menneskelige påvirkninger på klimaet, skal det bedre dokumentere og forstå klimaændringer,” sagde Koonin. ”Vores løbende målinger af jordskin vil være en vigtig del af denne proces.”
Original kilde: Caltech News Release
