На полюсах Земли большая часть тепла, уходящего с планеты, невидима для человеческих глаз. Два кубсата NASA, работающие в рамках миссии PREFIRE, напрямую измеряют это дальнее инфракрасное излучение. Новая анимация, построенная на основе двух полных сезонных циклов, наглядно демонстрирует, насколько по-разному нагреваются и остывают Арктика и Антарктика.
Эксперимент по изучению полярной лучистой энергии в дальнем инфракрасном диапазоне начал сбор научных данных в июле 2024 года. Теперь два спутника-близнеца предоставили запись годовых температурных колебаний на обоих концах планеты, позволив ученым детально рассмотреть ту часть энергетического бюджета Земли, которую было чрезвычайно трудно измерить в глобальном масштабе.
Почему инфракрасное тепло так важно
Земля получает энергию от Солнца и отправляет большую её часть обратно в космос в виде инфракрасного излучения. Баланс между поступающим солнечным светом и исходящим теплом определяет среднюю температуру планеты. Полюса здесь критически важны, поскольку воздушные и океанические течения переносят тепло из тропиков в высокие широты, где оно может беспрепятственно уходить в космос.
По оценкам NASA, на дальние инфракрасные волны приходится почти три пятых всего тепла, которое Земля отдает обратно. Водяной пар, облака, лед и снег существенно влияют на то, как эта энергия проходит сквозь атмосферу. Измеряя сигнал, исходящий от поверхности и нижних слоев атмосферы, ученые могут проверить, насколько корректно климатические модели описывают эти процессы теплообмена.
Арктика и Антарктида ведут себя по-разному
Два полюса живут в противофазе. Когда в Арктике лето, в Антарктиде царит зима, и количество солнечного света, получаемого каждым регионом, кардинально меняется. Кроме того, Арктика представляет собой огромный океан, покрытый морским льдом, тогда как Антарктида — это высокий континент, окруженный океаном. Эти фундаментальные различия определяют время наступления и амплитуду температурных колебаний, зафиксированных в анимации PREFIRE.
В Арктике летнее тепло способно растапливать тундру и открывать участки морского льда до наступления полярной ночи. Антарктида в целом остается значительно холоднее, и большая часть её внутренних территорий сохраняет минусовую температуру даже в разгар лета. Спутниковые измерения фиксируют эти контрасты, не полагаясь исключительно на данные наземных метеостанций.
От спутниковой карты к климатическому прогнозу
PREFIRE не предназначен для того, чтобы самостоятельно предсказывать погоду на завтра. Его истинная ценность заключается в улучшении исходных данных, используемых погодными и климатическими моделями. Этим моделям жизненно необходимо точно знать, сколько тепла уходит от ледяных щитов, морского льда и атмосферы, особенно когда облачность или концентрация водяного пара меняют исходящий сигнал.
Более качественные наблюдения позволяют улучшить прогнозирование условий, важных далеко за пределами полярных регионов. Движение энергии влияет на погодные системы, речной сток, судоходные маршруты и стабильность ледниковых щитов. Миссия также предлагает независимый способ изучения того, как стремительно меняющиеся полярные ландшафты воздействуют на общий тепловой баланс планеты.
Два года — всё ещё короткий срок по меркам климатологии, но собранные данные охватывают полный сезонный цикл на обоих полюсах. Пока спутники продолжают свою работу, исследователи смогут сравнивать показатели разных лет, выявлять аномальные колебания температуры и проверять, насколько точно модели воспроизводят реальные сроки и объемы потери тепла Землей. Анализ этих спектров позволяет заглянуть в «слепые зоны» прежних систем наблюдения и скорректировать долгосрочные прогнозы, которые могут давать сбои из-за ошибок в расчетах над ледяными или облачными регионами.
Источники:
Материал подготовлен на основе публикации NASA «PREFIRE Sees the Poles in a Whole New Light» и данных Лаборатории реактивного движения (JPL) о миссии PREFIRE. Для исторического контекста о влиянии солнечной активности на Землю рекомендуется ознакомиться с материалом Curiosmos о Событии Кэррингтона и рисках, связанных с солнечными бурями.
Ваш комментарий