31.07.2013

Глобальное потепление можно отслеживать с помощью радиоволн

Пока в нижних слоях атмосферы теплеет, в верхних, напротив, крепчает мороз. В итоге радиосигналы от спутников слабеют, и пока потепление не остановится, этот процесс не прекратить, пишет Phys.Org.

Колин Прайс (Colin Price) из Тель-Авивского университета (Израиль) и его коллеги утверждают, что нашли способ слежения за изменением климата при помощи... радиоволн.

Верхние слои земной атмосферы (> 60 км), ионизированные солнечным излучением, широко используются человечеством для передачи на большие расстояния радиосигналов. Часть радиоволн, идущих от поверхности, отражается от ионосферы обратно к Земле, и их сила, как утверждают исследователи, является надёжным индикатором температуры там, наверху.

Физический механизм, отвечающий за варьирование силы радиосигналов, по мнению авторов работы, описывается четырьмя в меру банальными словами: изменение интенсивности поглощения радиоволн.

Дело в том, что парниковые газы (включая CO₂), содержание которых в атмосфере в последние десятилетия растёт, нагревают лишь нижние слои земной газовой оболочки, не давая теплу от поверхности уходить в космическое пространство. Одновременно углекислый газ обеспечивает охлаждение верхних слоёв атмосферы, ведь подогрев от земной поверхности, укутанной одеялом парниковых газов, теперь не столь эффективен.

По мере охлаждения ионосферы её толщина сокращается, и нижняя граница опускается до тех слоёв, где воздух плотнее, чем на высоте. Более плотный воздух сильнее поглощает радиоволны, что можно определить с помощью наземных детекторов.

Учёные сравнили данные спутниковых наблюдений о температуре в ионосфере над теми или иными регионами Земли с силой сигналов глобальных навигационных систем, проходящих чрез ионосферу и имеющих примерно равную исходную мощность. Удалось выяснить, что глобальный парниковый эффект действительно делает ионосферу менее радиопрозрачной.

Хотя Солнце определённо остаётся главной силой, управляющей температурой в этом регионе, оно отвечает лишь за 60–70% от всех температурных вариаций ионосферы, считает профессор Колин Прайс. Остальная же часть изменчивости ранее просто не подвергалась систематическим замерам.

Теперь, подчёркивает учёный, объединение данных по проходимости радиоволн со спутниковыми наблюдениями позволит учесть до 95% температурной изменчивости в ионосфере и косвенно определить интенсивность влияния глобального потепления на её радиопрозрачность.

Такой метод может быть использован и в отрыве от дорогостоящих спутников слежения за температурой верхних слоёв атмосферы, считает г-н Прайс. Учитывая, что на этих высотах не могут работать ни аэростаты-метеозонды, ни летательные аппараты (слишком мала плотность воздуха), речь идёт о значительном упрощении и удешевлении температурного слежения за ионосферой. Что не менее важно, верхние слои атмосферы гораздо чувствительнее нижних к потеплению, и на каждый градус роста температуры внизу приходится до десятка градусов охлаждения ионосферы вверху атмосферного океана. Это позволяет рассматривать предложенный метод мониторинга интенсивности глобального потепления как потенциально более чувствительный, чем измерения наземных метеостанций, так как учесть скачок на десяток градусов значительно проще, чем на один.

Отчёт об исследовании вскоре будет опубликован в издании Journal of Geophysical Research.

Александр Березин

Источники:

1. compulenta.computerra.ru