Обратная связь по ледяному альбедо - Ice–albedo feedback

Схема обратной связи лед-альбедо. Лед отражает больше света обратно в космос, тогда как земля и вода поглощают больше солнечного света.

Обратная связь по ледяному альбедо это положительный отзыв климатический процесс, при котором изменение в области ледяные шапки, ледники, и морской лед изменяет альбедо и температура поверхности планеты. Лед обладает высокой отражающей способностью, поэтому часть солнечной энергии отражается обратно в космос. Обратная связь между льдом и альбедо играет важную роль в глобальном изменение климата.[1] Например, в более высоких широтах мы видим, как более высокие температуры тают ледяные щиты.[2] Однако, если теплые температуры уменьшат ледяной покров и территория будет заменена водой или сушей, альбедо уменьшится. Это увеличивает количество поглощаемой солнечной энергии, что приводит к еще большему потеплению.[3] Эффект в основном обсуждался с точки зрения недавней тенденции уменьшение арктического морского льда.[4] Изменение альбедо усиливает первоначальное изменение площади льда, ведущее к еще большему потеплению. Потепление имеет тенденцию к снижению лед покрывают и, следовательно, уменьшают альбедо, увеличивая количество поглощаемой солнечной энергии и приводя к еще большему потеплению. В недавнем геологическом прошлом положительная обратная связь альбедо льда сыграла важную роль в продвижении и отступлении Плейстоцен (От ~ 2.6 до ~ 10 тыс. Лет назад) ледяные щиты.[5] И наоборот, более низкие температуры увеличивают лед, что увеличивает альбедо, что приводит к большему охлаждению.

Доказательства

Смена альбедо в Гренландии

Обратная связь снега и льда с альбедо, как правило, усиливает региональное потепление из-за антропогенного изменения климата. За счет этого усиления криосфера Иногда его называют «естественным термометром» Земли, потому что изменения в каждом из его компонентов имеют длительные последствия для систем (биологических, физических и социальных) Земли.[6] Также потенциально могут возникать процессы внутренней обратной связи. Поскольку наземный лед тает и вызывает евстатический повышение уровня моря, он также потенциально может вызывать землетрясения[7] в результате послеледниковый отскок, что еще больше разрушает ледники и шельфовые ледники. Если морской лед отступит в Арктике, альбедо моря станет темнее, что означает большее потепление. Точно так же, если ледяной покров Гренландии или Антарктики отступает, обнажается более темная подстилающая земля[8] и поглощается больше солнечной радиации.

Снежок Земля

Безудержная обратная связь ледового альбедо также была важна для Снежок Земля. Геологические данные показывают наличие ледников около экватора,[9] и модели показали, что обратная связь альбедо льда сыграла свою роль. По мере образования льда все больше поступающей солнечной радиации отражалось обратно в космос, вызывая падение температуры на Земле. Вопрос о том, была ли Земля сплошным снежным комом (полностью замороженным) или слякотным шаром с тонкой экваториальной полосой воды, все еще обсуждается.[10] но механизм обратной связи альбедо льда остается важным в обоих случаях.

Обратная связь по ледяному альбедо на экзопланетах

На Земле наш климат находится под сильным влиянием взаимодействия с солнечной радиацией и процессов обратной связи. Можно было ожидать экзопланеты вокруг других звезд, чтобы также испытать процессы обратной связи, вызванные звездным излучением, которые влияют на климат мира. При моделировании климата других планет исследования показали, что обратная связь лед-альбедо намного сильнее планеты земной группы которые вращаются вокруг звезд (см .: звездная классификация ), которые имеют высокий, близкий культрафиолетовая радиация.[11]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Будыко, М.И. (1969-01-01). «Влияние вариаций солнечной радиации на климат Земли». Скажи нам. 21 (5): 611–619. Дои:10.3402 / tellusa.v21i5.10109. ISSN  0040-2826.
  2. ^ Шнайдер, Стивен Х .; Дикинсон, Роберт Э. (1974). «Моделирование климата». Обзоры геофизики. 12 (3): 447–493. Bibcode:1974РвГСП..12..447С. Дои:10.1029 / RG012i003p00447. ISSN  1944-9208.
  3. ^ Дезер К., Дж. Уолш и М.С. Тимлин (2000). «Изменчивость морского льда в Арктике в контексте последних тенденций атмосферной циркуляции». J. Климат. 13 (3): 617–633. Bibcode:2000JCli ... 13..617D. CiteSeerX  10.1.1.384.2863. Дои:10.1175 / 1520-0442 (2000) 013 <0617: АСИВИТ> 2.0.CO; 2.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  4. ^ Пистон, Кристина; Эйзенман, Ян; Раманатан, Вирабхадран (2019). «Радиационное нагревание свободного ото льда Северного Ледовитого океана». Письма о геофизических исследованиях. 46 (13): 7474–7480. Bibcode:2019GeoRL..46.7474P. Дои:10.1029 / 2019GL082914. ISSN  1944-8007.
  5. ^ Treut, H. Le; Hansen, J .; Raynaud, D .; Jouzel, J .; Лориус, К. (сентябрь 1990 г.). «Рекорд ледяного керна: чувствительность климата и тепличное потепление в будущем». Природа. 347 (6289): 139–145. Bibcode:1990Натура 347..139л. Дои:10.1038 / 347139a0. ISSN  1476-4687. S2CID  4331052.
  6. ^ «AR5 Climate Change 2013: The Physical Science Basis - IPCC». Получено 2019-06-12.
  7. ^ Ву, Патрик; Джонстон, Пол (2000). «Может ли дегляциация вызвать землетрясения в Северной Америке?». Письма о геофизических исследованиях. 27 (9): 1323–1326. Bibcode:2000GeoRL..27.1323W. Дои:10.1029 / 1999GL011070. ISSN  1944-8007.
  8. ^ «AR5 Climate Change 2013: The Physical Science Basis - IPCC». Получено 2019-06-11.
  9. ^ Харланд, У. Б. (1964-05-01). «Критическое свидетельство большого инфракембрийского оледенения». Geologische Rundschau. 54 (1): 45–61. Bibcode:1964ГеоРу..54 ... 45H. Дои:10.1007 / BF01821169. ISSN  1432-1149. S2CID  128676272.
  10. ^ "'Snowball Earth может быть слякотной ». Журнал Astrobiology. 2015-08-03. Получено 2019-06-13.
  11. ^ Shields, Aomawa L .; Meadows, Victoria S .; Bitz, Cecilia M .; Pierrehumbert, Raymond T .; Джоши, Манодж М .; Робинсон, Тайлер Д. (август 2013 г.). «Влияние распределения спектральной энергии звезды-хозяина и обратной связи льда и альбедо на климат внесолнечных планет». Астробиология. 13 (8): 715–739. arXiv:1305.6926. Bibcode:2013AsBio..13..715S. Дои:10.1089 / ast.2012.0961. ISSN  1531-1074. ЧВК  3746291. PMID  23855332.