Tín dụng hình ảnh: BBSO
Các nhà khoa học theo dõi phản xạ Trái đất bằng cách đo mặt trăng Trái đất Hồi giáo đã quan sát thấy biến động khí hậu lớn bất ngờ trong hai thập kỷ qua. Bằng cách kết hợp tám năm dữ liệu động đất với gần hai mươi năm dữ liệu đám mây vệ tinh chồng chéo một phần, họ đã tìm thấy sự suy giảm dần dần trong phản xạ Trái đất trở nên sắc nét hơn trong phần cuối của thập niên 1990, có lẽ liên quan đến sự nóng lên toàn cầu trong những năm gần đây. Đáng ngạc nhiên, sự phản xạ giảm hoàn toàn đảo ngược trong ba năm qua. Những thay đổi như vậy, không được hiểu rõ, dường như là một biến thiên tự nhiên của các đám mây Trái đất.
Số ra ngày 28 tháng 5 năm 2004 của tạp chí Khoa học xem xét hiện tượng này trong một bài báo, Thay đổi trong Trái đất về sự phản xạ trong hai thập kỷ qua, được viết bởi Enric Palle, Philip R. Goode, Pilar Montaes Rodriguez và Steven E. Koonin. Goode là giáo sư vật lý nổi tiếng tại Viện Công nghệ New Jersey (NJIT), Palle và Monta = F1es Rodr = EDguez là cộng sự sau tiến sĩ tại tổ chức đó, và Koonin là giáo sư vật lý lý thuyết tại Viện Công nghệ California. Các quan sát được thực hiện tại Đài thiên văn Mặt trời Big Bear (BBSO) ở California, nơi NJIT đã hoạt động từ năm 1997 với Goode là giám đốc của nó. Cơ quan Hàng không Vũ trụ Quốc gia đã tài trợ cho những quan sát này.
Nhóm nghiên cứu đã hồi sinh và hiện đại hóa một phương pháp cũ để xác định độ phản xạ của Trái đất, hay albedo, bằng cách quan sát ánh sáng mặt trời, ánh sáng mặt trời phản chiếu bởi Trái đất có thể được xem như một ánh sáng ma quái của mặt trăng tối của mặt trăng - hay là phần của đĩa mặt trăng không thắp sáng bởi mặt trời. Như Koonin đã nhận ra khoảng 14 năm trước, những quan sát như vậy có thể là một công cụ mạnh mẽ để theo dõi khí hậu lâu dài. Trái đất càng nhiều mây, đất càng sáng và thay đổi mây che phủ là một yếu tố quan trọng của việc thay đổi khí hậu, ông nói.
Các quan sát động đất chính xác để xác định hệ số phản xạ toàn cầu đã được tiến hành tại BBSO từ năm 1994, với các quan sát thường xuyên bắt đầu vào cuối năm 1997.
Sử dụng một hiện tượng được giải thích đầu tiên bởi Leonardo DaVinci, chúng ta có thể đo chính xác sự thay đổi khí hậu toàn cầu và tìm thấy một câu chuyện đáng ngạc nhiên về các đám mây. Phương pháp của chúng tôi có ưu điểm là rất chính xác vì lưỡi liềm mặt trăng sáng đóng vai trò là tiêu chuẩn để theo dõi động đất và ánh sáng được phản chiếu bởi các phần lớn của Trái đất có thể được quan sát đồng thời, Goode nói. Nó cũng không tốn kém, chỉ cần một kính thiên văn nhỏ và máy dò điện tử tương đối đơn giản.
Bằng cách sử dụng kết hợp các quan sát động đất và dữ liệu vệ tinh trên lớp mây, nhóm nghiên cứu động đất đã xác định như sau:
Albedo trung bình của Trái đất không thay đổi từ năm này sang năm khác; nó cũng thay đổi theo thời gian giảm dần. Các mô hình máy tính hiện đang được sử dụng để nghiên cứu hệ thống khí hậu không cho thấy sự biến động quy mô lớn như vậy của albedo.
Lượng albedo trung bình hàng năm giảm rất chậm từ năm 1985 đến năm 1995, và sau đó giảm mạnh vào năm 1995 và 1996. Những sự sụt giảm quan sát này phù hợp rộng rãi với các biện pháp vệ tinh đã biết trước đây về lượng mây.
Lượng albedo thấp trong giai đoạn 1997-2001 đã làm tăng nhiệt mặt trời trên toàn cầu với tốc độ gấp đôi so với dự kiến từ việc tăng gấp đôi lượng khí carbon dioxide trong khí quyển. Cái này làm mờ dần Trái đất của Trái đất, như được nhìn thấy từ không gian, có lẽ được kết nối với sự gia tăng gần đây về nhiệt độ bề mặt trung bình toàn cầu.
2001-2003 chứng kiến sự đảo ngược của giá trị albedo so với giá trị trước năm 1995; Sự sáng chói của Trái đất này rất có thể là do ảnh hưởng của độ dày và độ dày của đám mây.
Những biến thể lớn này, có thể so sánh với các biến thể trong bức xạ hồng ngoại (nhiệt) trái đất quan sát được ở vùng nhiệt đới bởi các vệ tinh, bao gồm một ảnh hưởng lớn đến ngân sách bức xạ Trái đất.
Kết quả của chúng tôi chỉ là một phần của câu chuyện, vì nhiệt độ bề mặt Trái đất được xác định bởi sự cân bằng giữa ánh sáng mặt trời làm ấm hành tinh và nhiệt tỏa trở lại không gian, làm mát hành tinh, Palle nói. Điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố ngoài albedo, chẳng hạn như lượng khí nhà kính (hơi nước, carbon dioxide, metan) có trong khí quyển. Nhưng những dữ liệu mới này nhấn mạnh rằng các đám mây phải được giải thích đúng đắn và minh họa rằng chúng ta vẫn thiếu hiểu biết chi tiết về hệ thống khí hậu cần thiết để mô hình hóa các thay đổi trong tương lai một cách tự tin.
Goode nói rằng các quan sát trái đất sẽ tiếp tục trong thập kỷ tới. Những điều này sẽ rất quan trọng để theo dõi những thay đổi đang diễn ra trong hệ thống khí hậu Trái đất. Nó cũng sẽ rất cần thiết để tương quan kết quả của chúng tôi với dữ liệu vệ tinh khi chúng có sẵn, đặc biệt trong những năm gần đây, để tạo thành một mô tả nhất quán về suất phản chiếu thay đổi. Quan sát động đất qua chu kỳ mặt trời 11 năm cũng sẽ rất quan trọng để đánh giá ảnh hưởng giả thuyết của hoạt động mặt trời đối với khí hậu.
Monta = F1es Rodr = EDguez nói rằng để thực hiện các quan sát trong tương lai, nhóm đang làm việc để thiết lập một mạng lưới các trạm quan sát toàn cầu. Những thứ này sẽ cho phép theo dõi liên tục các suất phản chiếu trong phần lớn mỗi tháng âm lịch và cũng sẽ bù đắp cho điều kiện thời tiết địa phương đôi khi ngăn cản các quan sát từ một địa điểm nhất định.
Các quan sát BBSO hiện đang được bổ sung với những người khác từ Crimea ở Ukraine, và sẽ sớm có những quan sát từ Vân Nam ở Trung Quốc. Một cải tiến hơn nữa sẽ là tự động hóa hoàn toàn các quan sát thủ công hiện tại. Một kính thiên văn robot nguyên mẫu đang được chế tạo và nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm nguồn vốn để xây dựng, hiệu chỉnh và triển khai một mạng lưới gồm tám mạng trên toàn cầu.
Koonin nói, ngay cả khi cộng đồng khoa học thừa nhận khả năng tác động của con người đến khí hậu, nó phải ghi chép tốt hơn và hiểu rõ hơn về biến đổi khí hậu. Các phép đo động đất liên tục của chúng tôi sẽ là một phần quan trọng của quá trình đó.
Nguồn gốc: Caltech News phát hành
