Облака и энергетический Цикл

Исследование облаков, где они происходят, и их особенности, может хорошо быть центральным ключом к пониманию изменения климата. Низко, густые облака прежде всего отражают солнечное излучение и охлаждают поверхность Земли. Высокие, тонкие облака прежде всего передают поступающее солнечное излучение; в то же самое время они заманивают часть в ловушку коммуникабельной инфракрасной радиации, испускаемой Землей, и излучают это назад вниз, таким образом нагревая поверхность Земли.

Нагреется ли данное облако или охладится, поверхность зависит от нескольких факторов, включая высоту облака, ее размер, и состав частиц, которые формируют облако. Баланс между охлаждением и нагреванием действий облаков очень близок, хотя, в целом, составляя в среднем эффекты всех облаков во всем мире, охлаждение преобладает.

Система климата Земли постоянно приспосабливается в пути, который склоняется к поддержанию баланса между энергией, которая достигает Земли от солнца и энергии, которая идет от Земли, отступают, чтобы сделать интервалы. Ученые именуют это как “радиационный бюджет Земли.” Компоненты Земной системы, которые важны для радиационного бюджета, являются поверхностью планеты, атмосферой, и облаками. Энергию, прибывающую от солнца до поверхности Земли, называют солнечной энергией. Большая часть из этого находится в форме радиации от "видимых" длин волны, то есть, ответственные за свет, обнаруженный нашими глазами. Видимая радиация и радиация с более короткими длинами волны, такими как ультрафиолетовое излучение маркированы "короткая волна". И количеством энергии и длинами волны, в которых энергия испускается любой системой, управляет средняя температура поверхностей излучения системы плюс свойства эмиссии. Температура поверхности излучения солнца, или фотосфера, является больше чем 5500°C (9900°F). Однако, не вся энергия солнца прибывает в Землю. Энергия солнца испускается во всех направлениях с только небольшой частью, являющейся в направлении Земли.

Энергия возвращается, чтобы сделать интервалы от Земной системы двумя способами: отражение и эмиссия. Часть солнечной энергии, которая прибывает в Землю, отражена, отступают, чтобы сделать интервалы в том же самом, коротких длинах волны, в которых это прибыло в Землю. Фракцию солнечной энергии, которая отражена назад, чтобы сделать интервалы, называют альбедо. У различных частей Земли есть различные альбедо. Например, у океанских поверхностей и дождевых лесов есть низкие альбедо, что означает, что они отражают только небольшую часть энергии солнца. У пустынь, льда, и облаков, однако, есть высокие альбедо; они отражают значительную часть энергии солнца. По целой поверхности Земли приблизительно 30 процентов поступающей солнечной энергии отражены назад, чтобы сделать интервалы. Поскольку у облака обычно есть более высокое альбедо чем поверхность ниже этого, облако отражает больше коротковолновой радиации назад, чтобы сделать интервалы, чем поверхность была бы в отсутствие облака, таким образом оставляя меньше солнечной энергии, доступной, чтобы нагреть поверхность и атмосферу. Следовательно, это “принуждение альбедо облака,” взятый отдельно, имеет тенденцию вызывать охлаждение или “отрицательное принуждение” климата Земли. Коротковолновое отражение облаками иллюстрировано в рисунке 1.

Другая часть энергии, собирающейся сделать интервалы от Земли, является электромагнитной радиацией, испускаемой Землей. Солнечное излучение, поглощенное Землей, заставляет планету нагреваться вплоть до этого, испускает так много энергии назад в космос, как это поглощает от солнца. Поскольку Земля поглощает только крошечную фракцию энергии солнца, это остается более прохладным чем солнце, и поэтому испускает намного меньше радиации.

Большая часть этой радиации в более длинных длинах волны чем солнечное излучение. В отличие от солнечного излучения, которое является

противостоящее альбедо облака и оранжерея облака forcings определяют, добавит ли определенный тип облака к естественному нагреванию воздуха поверхности Земли или окажет охлаждающееся влияние. Как объяснено ниже, высокие тонкие облака усика имеют тенденцию увеличивать нагревающийся эффект, и низко у толстых stratocumulus облаков есть противоположный эффект, в то время как глубоко конвективные облака нейтральны. Полный эффект всех облаков вместе состоит в том, что поверхность Земли более прохладна, чем это было бы, если бы у атмосферы не было никаких облаков.