新研究揭示50年未解之谜：为何从太空看地球南北半球一样亮

发布者：浪迹天涯 2023-3-8 10:13

美国今日宇宙网站3月3日刊登题为《新研究解开了一个50年之久的谜团》的文章，内容编译如下：

美国国家航空航天局的阿波罗计划最引人注目的一点是探索月球。但它也帮助我们研究了地球，因为它首次为我们提供了一些高分辨率的地球全景图像，比如阿波罗17号宇航员拍摄的著名的“蓝色大理石”照片。

不过，这些地球全景照片揭示了一个谜团。科学家们曾预计，地球的南北两个半球会拥有不同的反照率，即它们反射的光量有所不同。这是因为地球的南半球和北半球彼此存在很大差异。南半球大部分被深色的海洋所覆盖，而北半球有着广阔的陆地面积，比这些海洋要明亮得多。

但从太空中观测地球时，这两个半球看起来同样明亮。

50多年来，这种亮度上的对称性一直是个未解之谜。不过现在，一项最新研究显示，因为南半球的云层和风暴增多，两个半球的反照率大致相同。

魏茨曼科学研究所地球与行星科学系的研究人员奥尔·哈达斯说：“我们发现，相对于北半球的大片陆地区域来说，南半球上空强风暴所产生的云层反照是一种高精度的补偿因子，因此对称性得以保留。这表明风暴是地球表面亮度与云层亮度之间的关联因素，解开了两个半球的亮度对称之谜。”

在研究中，哈达斯和论文的合著者尤海·卡斯皮分析了许多数据，包括从美国国家航空航天局CERES（云和地球辐射能量系统）计划收集的云层数据。他们还使用来自ERA5的数据。ERA5是一个全球天气数据库，包含了利用空中和地面各种来源收集的信息，这些数据最早可追溯到1950年。

根据这些数据，他们利用云层数据与气旋和反气旋的强度信息进行交叉关联。研究人员发现，风暴强度和风暴周围形成的云层之间有着直接联系。北半球海洋上方风暴通常较弱，但南半球海洋上方中强度风暴盛行。

他们的数据分析显示，风暴强度与云层之间的联系可以解释地球两个半球之间的云量差异，尽管北半球的陆地面积约为南半球陆地面积的两倍。因此，南半球的云层增多可以解释两个半球为何反照率相似。

此外，研究小组的研究还提供了对气候变化可能在未来改变反照率的评估。模型预测显示，全球变暖将改变北半球和南半球的风暴频率。有人认为，将来的某一天我们可能会发现两个半球之间的反照率存在差距。

卡斯皮说：“目前还无法确定，在全球变暖的情况下，这种对称性是否会被打破。”这项研究发表在美国《国家科学院学报》周刊上。