우주에서 볼 때 지구의 반구가 똑같이 밝게 보이는 이유는 무엇입니까?

[아름이]

우주에서 볼 때 지구의 반구가 똑같이 밝게 보이는 이유는 무엇입니까?
과학자들은 이 50년 된 수수께끼에 대한 해결책을 제시합니다
날짜:
2023년 2월 23일
원천:
바이츠만 과학 연구소
요약:
우주에서 보면 지구의 반구인 북반구와 남반구가 똑같이 밝게 보입니다. 수년 동안 반구 사이의 밝기 대칭은 미스터리로 남아 있었습니다. 새로운 연구에서 연구자들은 각 반구의 폭풍 강도, 흐림 및 태양 에너지 반사율 사이의 강한 상관 관계를 밝힙니다. 그들은 기후 변화가 미래의 반사율을 어떻게 바꿀 수 있는지에 대한 평가와 함께 미스터리에 대한 해결책을 제공합니다.

전체 이야기
우주에서 보면 지구의 반구인 북반구와 남반구가 똑같이 밝게 보입니다. 이것은 남반구가 대부분 어두운 바다로 덮여 있는 반면 북반구는 이 바다보다 훨씬 더 밝은 광대한 육지를 가지고 있기 때문에 특히 예상치 못한 일입니다. 수년 동안 반구 사이의 밝기 대칭은 미스터리로 남아 있었습니다. PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences) 에 발표된 새로운 연구에서 Weizmann Institute of Science 연구원들과 그들의 협력자들은 각 반구의 폭풍 강도, 운량 및 태양 에너지 반사율 사이의 강한 상관관계를 밝혔습니다. 그들은 기후 변화가 미래의 반사율을 어떻게 바꿀 수 있는지에 대한 평가와 함께 미스터리에 대한 해결책을 제공합니다.

1970년대 초에 과학자들이 최초의 기상 위성의 데이터를 분석했을 때 두 반구가 같은 양의 태양 복사를 반사한다는 사실에 놀랐습니다. 태양 복사의 반사율은 과학적 용어로 "알베도"로 알려져 있습니다. 알베도가 무엇인지 더 잘 이해하려면 야간 운전을 생각해 보십시오. 자동차 헤드라이트의 빛을 잘 반사하는 간헐적인 흰색 선은 쉽게 알아볼 수 있지만 어두운 아스팔트를 식별하기는 어렵습니다. 우주에서 지구를 관찰할 때도 마찬가지입니다. 지구에 닿는 태양 에너지와 각 지역에서 반사되는 에너지의 비율은 다양한 요인에 의해 결정됩니다. 그 중 하나는 어두운 바다와 밝은 육지의 비율인데, 아스팔트와 간헐적인 흰색 선처럼 반사율이 다릅니다. 북반구의 육지 면적은 남반구의 2배 정도이며, 실제로 지구 표면 근처에서 측정할 때 하늘이 맑을 때 알베도의 차이는 10% 이상입니다. 그럼에도 불구하고 두 반구는 우주에서 똑같이 밝게 보입니다.

이 연구에서 Weizmann의 지구 및 행성 과학 부서의 Yohai Kaspi 교수와 Or Hadas가 이끄는 연구팀은 알베도에 영향을 미치는 또 다른 요인, 즉 높은 고도에 위치하고 태양 복사를 반사하는 구름에 초점을 맞췄습니다. 팀은 NASA 위성(CERES)을 통해 수집된 구름 데이터를 포함하여 세계에서 가장 진보된 데이터베이스에서 파생된 데이터와 공중 및 지상에서 다양한 소스를 사용하여 수집된 정보를 포함하는 글로벌 기상 데이터베이스인 ERA5의 데이터를 분석했습니다. ERA5 데이터는 구름 데이터를 완성하고 이 데이터의 50년 간의 데이터를 사이클론 및 고기압의 강도에 대한 정보와 상호 연관시키는 데 사용되었습니다.

다음으로 과학자들은 지난 50년 동안의 폭풍을 강도에 따라 세 가지 범주로 분류했습니다. 그들은 폭풍의 강도와 폭풍 주위에 형성되는 구름의 수 사이의 직접적인 연관성을 발견했습니다. 북반구와 육지 지역은 일반적으로 약한 폭풍이 특징인 반면, 남반구의 바다 위는 온건하고 강한 폭풍이 우세합니다. 데이터 분석에 따르면 폭풍 강도와 구름 사이의 연관성이 반구 사이의 구름 차이를 설명합니다. Hadas는 "남반구 위의 강한 폭풍에서 발생하는 구름 알베도는 북반구의 넓은 육지 지역에 대한 고정밀 상쇄 에이전트인 것으로 밝혀졌으며 따라서 대칭이 유지됩니다."라고 Hadas는 덧붙였습니다. 지구의 밝기 사이의 연결 요인'

기후 변화로 인해 반구 중 하나가 더 어두워질 수 있습니까?

지구는 최근 기후변화로 인해 급격한 변화를 겪고 있습니다. 이것이 반구 알베도 대칭에 영향을 미칠 수 있는지 여부와 그 방법을 조사하기 위해 과학자들은 기후 변화를 시뮬레이션하기 위해 전 세계 기후 모델링 센터에서 실행하는 일련의 모델인 CMIP6를 사용했습니다. 이러한 모델의 주요 단점 중 하나는 흐린 정도를 예측하는 능력이 제한적이라는 것입니다. 그럼에도 불구하고 이 연구에서 발견된 폭풍 강도와 운량 사이의 관계는 과학자들이 폭풍 예측을 기반으로 미래의 구름량을 평가할 수 있도록 합니다.

모델은 지구 온난화가 북반구 위의 모든 폭풍과 남반구 위의 약하고 중간 폭풍의 빈도를 감소시킬 것이라고 예측합니다. 그러나 남반구의 가장 강력한 폭풍은 더욱 거세질 것입니다. 이러한 예측된 차이의 원인은 북극이 지구의 평균 온난화 속도보다 두 배 빠르게 온난화되는 현상인 "북극 증폭"입니다. 이 차이가 반구 알베도 대칭을 깨뜨릴 것이라고 추측할 수 있습니다. 그러나 연구에 따르면 폭풍 강도가 더 증가해도 남반구의 구름 양이 매우 강한 폭풍에서 포화 상태에 도달하기 때문에 구름의 정도는 변하지 않을 수 있습니다. 따라서 대칭성을 유지할 수 있습니다.

Kaspi는 "지구 온난화에 직면하여 대칭이 깨질 것인지 확실하게 결정하는 것은 아직 불가능합니다."라고 말합니다. "그러나 새로운 연구는 기본적인 과학적 질문을 해결하고 지구의 복사 균형과 그 효과에 대한 우리의 이해를 심화시킵니다. 지구 온난화가 계속됨에 따라 지구 공학 솔루션은 인간의 삶이 그와 함께 지속되는 데 필수적이 될 것입니다. 반구 알베도 대칭과 같은 기후 현상은 이러한 솔루션을 개발하는 데 도움이 될 것입니다."

이 연구를 수행하는 다른 공동 작업자로는 독일 Max Planck 기상 연구소의 George Datseris 박사와 Bjorn Stevens 교수가 있습니다. 스웨덴 스톡홀름 대학의 Joaquin Blanco 박사와 Rodrigo Caballero 교수; 프랑스 소르본 대학교의 Sandrine Bony 박사.

요하이 카스피 교수는 헬렌 킴멜 행성 과학 센터 소장입니다. 그의 연구는 Yotam Project와 Rene Braginsky의 지원을 받습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/