Новости

30 декабря, 2016 18:07

Ученые: целевая функция биосферы – поддержание уровня отражения солнечной радиации

Источник: Газета.RU
Источник: пресс-служба РНФ

Исследователи из Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук (ИПЭЭ РАН) выяснили, что для функционирования биосферы требуется поддержание постоянного альбедо – отношения отраженной солнечной радиации к приходящей. Этот параметр является целевой функцией биосферы. Исследование проходило в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом, его результаты опубликованы в журнале Ecological Modelling.

Альбедо — это характеристика отражательной способности поверхности. Соответственно, чем больше энергии отражается от поверхности, тем меньше энергии поглощается, следовательно, тем меньше нагревается поверхность. В ходе исследования ученые использовали фондовые данные по отражению солнечной радиации в каналах зонда для наблюдения за окружающей средой и изменениями климата MODIS научно-исследовательского спутника Terra. Данные преобразовывались в значения альбедо и в термодинамические переменные: эксергию (полезную работу), энтропию (показатель саморегуляции системы), информацию Кульбака и связанную (бросовую) энергию (ту энергию, которая не используется в функционировании системы). Эти обобщенные измерения позволили ученым проследить сезонную динамику важных свойств биосферы.

«Показано, что целевой функцией биосферы является поддержание постоянного альбедо (отражательной способности поверхности и сохранения количества тепла) для фотосинтеза. Биосфера синтезирует энергию, идущую на создание биологической продукции пропорционально приходу солнечной радиации. Работа системы в целом подчиняется законам неравновесной термодинамики. Подтверждено, что основным регулятором температуры земной поверхности являются затраты тепла на испарение», – рассказал Юрий Пузаченко, автор статьи и руководитель исследования.

Самым важным открытием было то, что от уровня радиации не зависит альбедо. Альбедо в вегетационный период (тот период, в который возможны рост и развитие растений) – это показатель, который зависит исключительно от функционирования и самоорганизации растительного покрова. Подтверждено, что основным регулятором температуры земной поверхности являются затраты тепла на испарение. Из последнего следует особая роль лесной растительности, количество испарения у которой существенно выше, чем у безлесных территорий.

Результаты исследования будут использованы для моделирования и прогноза работы важных для человека свойств биосферы и еще раз доказывают необходимость в бережном отношении к лесным ресурсам.

«В перспективе полученные отношения на уровне биосферы необходимо проверить для регионального и локального масштаба на основе соответствующих измерений со спутников и прямых измерений в конкретных экосистемах разного типа с помощью мульти- и гиперспектрометров», – заключил ученый.

26 апреля, 2024
Создан алгоритм для безопасного разворачивания радиорефлекторов зондов
Российские исследователи разработали программный пакет, позволяющий максимально безопасным образом...
26 апреля, 2024
Открыто новое семейство белков
Сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН при исследовании хронич...