Kredit gambar: BBSO
Para saintis yang memantau pantulan Bumi dengan mengukur "cahaya bumi" bulan telah menyaksikan turun naik iklim yang luar biasa besar selama dua dekad terakhir. Dengan menggabungkan lapan tahun data cahaya bumi dengan hampir dua puluh tahun data awan satelit yang tumpang tindih, mereka mendapati penurunan secara beransur-ansur dalam pantulan Bumi yang menjadi lebih tajam pada bahagian terakhir tahun 1990-an, mungkin berkaitan dengan pemanasan global yang dipercepat dalam beberapa tahun terakhir. Yang mengejutkan, pantulan menurun menurun sepenuhnya dalam tiga tahun kebelakangan. Perubahan seperti itu, yang tidak difahami, nampaknya merupakan perubahan semula jadi awan Bumi.
Jurnal Science edisi 28 Mei 2004 meneliti fenomena dalam sebuah artikel, "Perubahan Refleksi Bumi Selama Dua Dekad yang lalu," yang ditulis oleh Enric Palle, Philip R. Goode, Pilar Montaes Rodriguez, dan Steven E. Koonin. Goode adalah profesor fizik terkemuka di Institut Teknologi New Jersey (NJIT), Palle dan Monta = F1es Rodr = EDguez adalah rakan pasca doktoral di institusi itu, dan Koonin adalah profesor fizik teori di Institut Teknologi California. Pemerhatian dilakukan di Big Bear Solar Observatory (BBSO) di California, yang NJIT telah beroperasi sejak tahun 1997 dengan Goode sebagai pengarahnya. Pentadbiran Angkasa Udara Nasional membiayai pemerhatian ini.
Pasukan ini telah menghidupkan dan memodenkan kaedah lama untuk menentukan pantulan Bumi, atau albedo, dengan mengamati cahaya matahari, sinar matahari yang dipantulkan oleh Bumi yang dapat dilihat sebagai cahaya hantu dari "sisi gelap" bulan - atau bahagian cakera bulan tidak diterangi cahaya matahari. Seperti yang disedari oleh Koonin sekitar 14 tahun yang lalu, pemerhatian seperti itu dapat menjadi alat yang ampuh untuk pemantauan iklim jangka panjang. "Bumi yang semakin mendung, semakin terang permukaan bumi, dan perubahan penutup awan adalah elemen penting dalam mengubah iklim," katanya.
Pemerhatian permukaan bumi yang tepat untuk menentukan reflektifitas global telah dilakukan di BBSO sejak tahun 1994, dengan pemerhatian biasa bermula pada akhir tahun 1997.
"Dengan menggunakan fenomena yang pertama kali dijelaskan oleh Leonardo DaVinci, kita dapat dengan tepat mengukur perubahan iklim global dan menemukan kisah awan yang mengejutkan. Kaedah kami mempunyai kelebihan yang sangat tepat kerana bulan sabit terang berfungsi sebagai piawai untuk memantau cahaya bumi, dan cahaya yang dipantulkan oleh sebahagian besar Bumi dapat diperhatikan secara serentak, ”kata Goode. "Ini juga murah, hanya memerlukan teleskop kecil dan alat pengesan elektronik yang relatif sederhana."
Dengan menggunakan kombinasi pemerhatian cahaya bumi dan data satelit pada penutup awan, pasukan Earthshine telah menentukan perkara berikut:
Rata-rata albedo bumi tidak tetap dari satu tahun ke tahun berikutnya; ia juga berubah mengikut jangka masa dekad. Model komputer yang digunakan untuk mengkaji sistem iklim tidak menunjukkan kebolehubahan skala decadal albedo yang besar.
Rata-rata tahunan albedo menurun secara beransur-ansur dari 1985 hingga 1995, dan kemudian menurun dengan mendadak pada tahun 1995 dan 1996. Penurunan yang diperhatikan ini selaras dengan ukuran satelit yang diketahui sebelumnya dari jumlah awan.
Albedo rendah pada tahun 1997-2001 meningkatkan pemanasan solar dunia pada kadar lebih daripada dua kali ganda yang dijangkakan daripada penggandaan karbon dioksida atmosfera. “Peredupan” Bumi ini, seperti yang dapat dilihat dari angkasa, mungkin berkaitan dengan peningkatan suhu permukaan global yang dipercepat baru-baru ini.
2001-2003 menyaksikan pembalikan nilai albedo kepada pra-1995; "pencerahan" Bumi ini kemungkinan besar disebabkan oleh peningkatan penutupan dan ketebalan awan.
Variasi besar ini, yang sebanding dengan radiasi inframerah (panas) bumi yang diperhatikan di kawasan tropika oleh satelit, mempunyai pengaruh besar terhadap anggaran radiasi Bumi.
"Hasil kami hanya sebahagian dari cerita, kerana suhu permukaan Bumi ditentukan oleh keseimbangan antara cahaya matahari yang memanaskan planet ini dan panas dipancarkan kembali ke angkasa, yang menyejukkan planet ini," kata Palle. "Ini bergantung pada banyak faktor selain albedo, seperti jumlah gas rumah kaca (wap air, karbon dioksida, metana) yang ada di atmosfera. Tetapi data baru ini menekankan bahawa awan mesti dipertanggungjawabkan dengan tepat dan menggambarkan bahawa kita masih kekurangan pemahaman terperinci mengenai sistem iklim kita yang diperlukan untuk memodelkan perubahan masa depan dengan yakin. "
Goode mengatakan pemerhatian cahaya bumi akan berterusan untuk dekad berikutnya. "Ini akan penting untuk memantau perubahan yang sedang berlangsung dalam sistem iklim Bumi. Ini juga penting untuk menghubungkan hasil kami dengan data satelit ketika mereka tersedia, terutama untuk tahun-tahun terakhir, untuk membentuk gambaran yang konsisten tentang albedo yang berubah. Pemerhatian cahaya matahari melalui kitaran suria 11 tahun juga penting untuk menilai pengaruh hipotesis dari aktiviti solar terhadap iklim. ”
Monta = F1es Rodr = EDguez mengatakan bahawa untuk menjalankan pemerhatian masa depan, pasukan berusaha untuk mewujudkan rangkaian stesen pemerhatian global. "Ini akan memungkinkan pemantauan berterusan albedo selama hampir setiap bulan lunar dan juga akan mengimbangi keadaan cuaca tempatan yang kadang-kadang menghalang pengamatan dari lokasi tertentu."
Pemerhatian BBSO kini ditambah dengan yang lain dari Crimea di Ukraine, dan juga akan ada pemerhatian dari Yunnan di China. Penambahbaikan selanjutnya adalah mengautomatikkan pemerhatian manual semasa. Sebuah teleskop robot prototaip sedang dibina dan pasukan mencari dana untuk membina, menentukur, dan menggunakan rangkaian lapan di seluruh dunia.
"Walaupun masyarakat ilmiah mengakui kemungkinan kesan manusia terhadap iklim, ia harus mendokumentasikan dan memahami perubahan iklim dengan lebih baik," kata Koonin. "Pengukuran cahaya bumi kami yang berterusan akan menjadi bahagian penting dari proses itu."
Sumber Asal: Siaran Berita Caltech
