داده‌های ماهواره‌ای جدید تغییری را در سیستم انرژی زمین که زمانی متعادل بود، نشان می‌دهد

adminاکتبر 23, 2025

31 خواندن این مطلب 3 دقیقه زمان میبرد

سال ها پیش، دانشمندان متوجه چیز عجیبی شدند: نیمکره شمالی و جنوبی زمین تقریباً همان مقدار نور خورشید را به فضا منعکس می کنند. دلیل عجیب بودن این تقارن این است که زمین، شهرها، آلودگی ها و ذرات معلق صنعتی در نیمکره شمالی بیشتر است. همه این موارد باید به آلبدوی بالاتری منجر شود – نور خورشید منعکس شده بیشتر از جذب شده است. نیمکره جنوبی عمدتاً اقیانوسی است که تیره تر است و نور خورشید را بیشتر جذب می کند.

با این حال، داده های ماهواره ای جدید نشان می دهد که تقارن در حال شکستن است.

از تعادل تا عدم تعادل

در مطالعه جدیدی که در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم ایالات متحده آمریکانورمن لوب، دانشمند آب و هوا در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا، و همکارانش 24 سال مشاهدات ماموریت سیستم انرژی تابشی ابر و زمین ناسا (CERES) را تجزیه و تحلیل کردند.

آنها دریافتند که نیمکره شمالی سریعتر از نیمکره جنوبی در حال تاریک شدن است. به عبارت دیگر نور خورشید را بیشتر جذب می کند. این تغییر می تواند الگوهای آب و هوا، بارندگی و آب و هوای کلی سیاره را در دهه های آینده تغییر دهد.

از سال 2000، CERES میزان جذب و انعکاس نور خورشید و همچنین میزان تابش امواج مادون قرمز (موج بلند) که به فضا بازتاب می‌شود را ثبت کرده است. لوب از این اندازه‌گیری‌ها برای تجزیه و تحلیل چگونگی تغییر تعادل انرژی زمین بین سال‌های 2001 و 2024 استفاده کرد. تعادل انرژی به دانشمندان می‌گوید که آیا این سیاره بیشتر از آنچه که آزاد می‌کند، انرژی جذب می‌کند و چگونه این تفاوت بین نیمکره‌ها متفاوت است.

Zhanqing Li، دانشمند آب و هوا در دانشگاه مریلند که بخشی از این مطالعه نبود، گفت: “هر جسمی در کیهان راهی برای حفظ تعادل با دریافت و انتشار انرژی دارد. این قانون اساسی حاکم بر همه چیز در جهان است.” زمین با تبادل انرژی بین خورشید و تابش موج بلندی که از زمین ساطع می شود، تعادل را حفظ می کند.

این تیم دریافت که نیمکره شمالی در هر دهه حدود 0.34 وات انرژی خورشیدی بیشتری را در هر متر مربع نسبت به نیمکره جنوبی جذب می کند. لی گفت: «این تفاوت چندان زیاد به نظر نمی رسد، اما برای کل سیاره این عدد بسیار زیاد است.

نتایج به سه دلیل اصلی برای تاریک شدن نیمکره شمالی اشاره می کند: ذوب برف و یخ، کاهش آلودگی هوا و افزایش بخار آب.

برای اینکه بفهمند چه چیزی باعث این عدم تعادل می شود، دانشمندان از تکنیکی به نام تجزیه و تحلیل آشفتگی تابشی جزئی (PRP) استفاده کرده اند. روش PRP تأثیر عواملی مانند ابرها، ذرات معلق در هوا، روشنایی سطح و بخار آب را از محاسبات میزان جذب نور خورشید در هر نیمکره جدا می کند.

نتایج به سه دلیل اصلی برای تاریک شدن نیمکره شمالی اشاره می کند: ذوب برف و یخ، کاهش آلودگی هوا و افزایش بخار آب.

لوب گفت: «خیلی منطقی بود. “سطح نیمکره شمالی در حال تاریک شدن است زیرا برف و یخ در حال ذوب شدن هستند. این امر زمین و اقیانوس را در معرض دید قرار می دهد. و آلودگی در مکان هایی مانند چین، ایالات متحده و اروپا کاهش یافته است. این بدان معناست که ذرات معلق کمتری در هوا وجود دارد که نور خورشید را منعکس می کند. در نیمکره جنوبی، برعکس است.”

لوب ادامه داد: «از آنجا که شمال سریعتر گرم می شود، بخار آب بیشتری نیز دارد. بخار آب نور خورشید را منعکس نمی کند، بلکه آن را جذب می کند. این دلیل دیگری است که نیمکره شمالی گرمای بیشتری را جذب می کند.

کنجکاوی در مورد پوشش ابر

یکی از یافته های جالب مطالعه این است که چه نه تغییر در 20 سال گذشته: ابری.

لوب گفت: «ابرها به دلیل این تقارن نیمکره ای برای من یک معما هستند. ما شک داشتیم که این یک ویژگی اساسی سیستم آب و هوایی باشد. اگر چنین بود، ابرها باید جبران کنند. شما باید انعکاس ابر بیشتری را در نیمکره شمالی نسبت به نیمکره جنوبی ببینید، اما ما آن را ندیدیم.”

لوب برای درک این ابرها با مدل هایی کار می کند.

لوب گفت: «ما در مورد ابرها مطمئن نیستیم.

لی موافق است: «درک تعاملات آئروسل-ابر هنوز یک چالش بزرگ است. او گفت: «ابرها همچنان عامل اصلی حاکم بر تعادل انرژی ما هستند. “خیلی مهم است.”

با این حال، لی گفت: «تحقیقات دکتر نورمن لوب نشان می دهد که نه تنها این کار را انجام می دهد [the asymmetry] وجود دارد، اما به اندازه کافی مهم است که در مورد آنچه پشت آن است نگران باشیم.

لوب “در مورد مدل های جدید آب و هوایی که به زودی ارائه می شوند” و اینکه چگونه کار او را پیش می برند هیجان زده است. بررسی مجدد این موضوع با جدیدترین و بهترین مدل ها جالب خواهد بود.

— Larissa G. Capella (@CapellaLarissa)، نویسنده علم