Klima - a světelná symetrie Země

Severní a jižní polokoule se zdají být při pohledu z vesmíru stejně jasné - a přitom by tomu tak být nemělo. Jsou přeci pokryty různým materiálem (souše a oceán) s různou schopností odrážet světlo. (délka blogu 3 min.)

Při pohledu na Zemi z vesmíru si člověk všimne, že obě její polokoule – severní a jižní – vykazují stejnou jasnost. To je na první pohled překvapivé, protože jižní hemisféra je převážně pokrytá tmavými oceány, zatímco na severní polokouli se nacházejí rozsáhlé pevniny, které by na obrázcích měly být daleko jasnější než oceán. Tato zdánlivě nelogická světelná symetrie byla dlouho záhadou.

Albedo

Už v 70. letech, kdy vědci dostali do rukou první data z meteorologických satelitů, začalo být zřejmé, že obě hemisféry Země (i když mají odlišný typ povrchu) odrážejí přibližně stejné množství slunečního záření.

Míra odrazu světla povrchem předmětu se říká albedo. Tento jev znáte sami velmi dobře: když jedete v noci po silnici, odráží například asfalt daleko méně světla než bílé čáry, které se nacházejí po obou stranách vozovky. Podobný (i když samozřejmě ne tak výrazný) rozdíl by měly vykazovat i jižní a severní polokoule naší planety. Od severní hemisféry, na které se nachází mnohem větší podíl pevniny, by se mělo odrážet více slunečního záření než od jižní hemisféry, která je převážně pokryta tmavými oceány.

Měření albeda provedená v blízkosti povrchu Země skutečně vykazují rozdíl více než 10 procent, za podmínky, že je jasná obloha. Přesto se zdá, že obě hemisféry mají z vesmíru téměř stejnou jasnost.

Vliv mraků

Řešení záhady je vlastně úplně jednoduché. U albeda Země má značný vliv … počasí - jinými slovy aktuální oblačnost. Výrazná oblaka, která se nacházejí nad jižní polokoulí, odrážejí sluneční záření takovým způsobem, že to při pohledu z vesmíru kompenzuje temný povrch oceánu. Na severní polokouli jsou bouře v atmosféře méně intenzivní. Proto je tu také méně intenzivní oblačnost a ta část albeda, způsobená mraky není tak velká.

Klima, albedo a RSR

To, že mají obě polokoule podobné albedo, nemá vliv jen na estetiku obrázků Země, vyfotografovaných z vesmíru. Množství odraženého slunečního světla má také samozřejmě vliv na klima naší planety.

Vědci dlouhodobě sledují parametr s názvem RSR (Reflected Solar Radiation). Označují jím množství slunečního záření, které se odráží od povrchu Země a atmosféry zpátky do vesmíru. Tento parametr je důležitý pro studium energetické bilance planety. RSR se měří v jednotkách výkonu na plochu, obvykle ve wattech na metr čtvereční (W/m²).

Podle aktuálních výzkumů má RSR klesající trend - a to na obou polokoulích. To by tedy logicky znamenalo, že naše planeta poslední dobou absorbuje více energie, než dříve. Zajímavé je také to, že klesající trend RSR se zpomaluje od jara do zimy - maximální pokles bývá na jaře na severní polokouli a na podzim na jižní.

Aby to nebylo tak jednoduché, je celý systém ještě daleko komplikovanější. Vliv mají také lokální podmínky.

Příběh, který začal dávnou hádankou jasnosti obou polokoulí tedy končí další hádankou - a tou je vývoj klimatu na naší planetě. Celý komplikovaný systém se totiž rozhodně nedá zjednodušit na pouhý vliv CO2 na teplotu atmosféry.

Doufejme, že se v budoucnosti podaří vývoj klimatu na Zemi pochopit nebo vědci alespoň zčásti vyzkoumají, jaké faktory se na něm skutečně podílejí.

Je také ale možné, že je klima tak komplexní, že se zkrátka nedá předpovídat nebo udržovat ve statickém, nedynamickém stavu - a my se jednoduše musíme naučit měnícím se podmínkám přizpůsobit. Koneckonců se klima na naší planetě měnilo odjakživa - a často daleko drastičtěji, než je tomu v dnešní době.

_{Zdroje: O. Hadas, G. Datseris, J. Blanco, S. Bony, R. Caballero, B. Stevens, & Y. Kaspi, The role of baroclinic activity in controlling Earth’s albedo in the present and future climates, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 120 (5) e2208778120, Odkaz (2023), Li, R., Jian, B., Li, J., Wen, D., Zhang, L., Wang, Y., and Wang, Y.: Understanding the trends in reflected solar radiation: a latitude- and month-based perspective, Atmos. Chem. Phys., 24, 9777–9803, Odkaz, 2024.}