(no subject)
Вот еще мой перевод
2. The study of clouds, where they occur, and their characteristics, play a key role in the understanding of climate change. Low, thick clouds primarily reflect solar radiation and cool the surface of the Earth. High, thin clouds primarily transmit incoming solar radiation; at the same time, they trap some of the outgoing infrared radiation emitted by the Earth and radiate it back downward, thereby warming the surface of the Earth. Whether a given cloud will heat or cool the surface depends on several factors, including the cloud's altitude, its size, and the make-up of the particles that form the cloud. The balance between the cooling and warming actions of clouds is very close although, overall, averaging the effects of all the clouds around the globe, cooling predominates.
The Earth's climate system constantly adjusts in a way that tends toward maintaining a balance between the energy that reaches the Earth from the sun and the energy that goes from Earth back out to space. Scientists refer to this as Earth's "radiation budget." The components of the Earth system that are important to the radiation budget are the planet's surface, atmosphere, and clouds. The energy coming from the sun to the Earth's surface is called solar energy. Most of it is in the form of radiation from the "visible" wavelengths, i.e., those responsible for the light detected by our eyes. Visible radiation and radiation with shorter wavelengths, such as ultraviolet radiation are labeled "shortwave." Both the amount of energy and the wavelengths at which energy is emitted by any system are controlled by the average temperature of the system's radiating surfaces, plus the emission properties. The temperature of the sun's radiating surface, or photosphere, is more than 5500°C (9900°F). However, not all of the sun's energy comes to Earth. The sun's energy is emitted in all directions, with only a small fraction being in the direction of the Earth.
Energy goes back to space from the Earth system in two ways: reflection and emission. Part of the solar energy that comes to Earth is reflected back out to space in the same, short wavelengths in which it came to Earth. The fraction of solar energy that is reflected back to space is called the albedo. Different parts of the Earth have different albedos. For example, ocean surfaces and rain forests have low albedos, which means that they reflect only a small portion of the sun's energy. Deserts, ice, and clouds, however, have high albedos; they reflect a large portion of the sun's energy. Over the whole surface of the Earth, about 30 percent of incoming solar energy is reflected back to space. Because a cloud usually has a higher albedo than the surface beneath it, the cloud reflects more shortwave radiation back to space than the surface would in the absence of the cloud, thus leaving less solar energy available to heat the surface and atmosphere. Hence, this "cloud albedo forcing," taken by itself, tends to cause a cooling or "negative forcing" of the Earth's climate.
Another part of the energy going to space from the Earth is the electromagnetic radiation emitted by the Earth. The solar radiation absorbed by the Earth causes the planet to heat up until it is emitting as much energy back into space as it absorbs from the sun. Because the Earth is absorbing only a tiny fraction of the sun's energy, it remains cooler than the sun, and therefore emits much less radiation. Most of this emitted radiation is at longer wavelengths than solar radiation. Unlike solar radiation, which is mostly at wavelengths visible to the human eye, the Earth's longwave radiation is mostly at infrared wavelengths, which are invisible to the human eye. When a cloud absorbs longwave radiation emitted by the Earth's surface, the cloud reemits a portion of the energy to outer space and a portion back toward the surface. The intensity of the emission from a cloud varies directly as its temperature and also depends upon several other factors, such as the cloud's thickness and the makeup of the particles that form the cloud. The top of the cloud is usually colder than the Earth's surface. Hence, if a cloud is introduced into a previously clear sky, the cold cloud top will reduce the longwave emission to space, and (disregarding the cloud albedo forcing for the moment) energy will be trapped beneath the cloud top. This trapped energy will increase the temperature of the Earth's surface and atmosphere until the longwave emission to space once again balances the incoming absorbed shortwave radiation. This process is called "cloud greenhouse forcing" and, taken by itself, tends to cause a heating or "positive forcing" of the Earth's climate. Usually, the higher a cloud is in the atmosphere, the colder is its upper surface and the greater is its cloud greenhouse forcing.
If the Earth had no atmosphere, a surface temperature far below freezing would produce enough emitted radiation to balance the absorbed solar energy. But the atmosphere warms the planet and makes Earth more livable. Clear air is largely transparent to incoming shortwave solar radiation and, hence, transmits it to the Earth's surface. However, a significant fraction of the longwave radiation emitted by the surface is absorbed by trace gases in the air. This heats the air and causes it to radiate energy both out to space and back toward the Earth's surface. The energy emitted back to the surface causes it to heat up more, which then results in greater emission from the surface. This heating effect of air on the surface, called the atmospheric greenhouse effect, is due mainly to water vapor in the air, but also is enhanced by carbon dioxide, methane, and other infrared-absorbing trace gases.
In addition to the warming effect of clear air, clouds in the atmosphere help to moderate the Earth's temperature. The balance of the opposing cloud albedo and cloud greenhouse forcings determines whether a certain cloud type will add to the air's natural warming of the Earth's surface or produce a cooling effect. As explained below, the high thin cirrus clouds tend to enhance the heating effect, and low thick stratocumulus clouds have the opposite effect, while deep convective clouds are neutral. The overall effect of all clouds together is that the Earth's surface is cooler than it would be if the atmosphere had no clouds.
Изучение облаков, их происхождения и характеристик играет ключевую роль в понимании климатических изменений. Низкие, густые облака главным образом отражают сонечное излучение и охлаждают поверхность земли. Высокие, тонкие облака в основном пропускают поступающее солнечное излучение; в то же время они улавливают часть исходящего инфракрасного излучения, испускаемого Землей и посылают его обратно вниз, таким образом нагревая поверхность Земли. Будет данное облако нагревать или охлаждать поверхность, зависит от нескольких факторов, в их числе высота облака, его размер и состав формирующих частиц. От нагревания до охлаждения в поведении облаков очень недалеко, хотя, в целом по земному шару преобладает их охлаждающее действие.
Земная система климата всегда стремится к сохранению равновесия между энергией, которая доходит до Земли от солнца, и энергией, которую Земля возвращает обратно в космос. Ученые называют это земным "бюджетом излучения". Важными в бюджете излучения составляющими земной системы являются поверхность планеты, атмосфера и облака. Идущая от солнца к поверхности Земли энергия называется солнечной. Большая ее часть существует в форме излучения на "видимых" длинах волны, то есть на тех, что воспринимаются нашим глазом. Видимое излучение и излучение с более короткой длиной волн, такой как ультрафиолетовое, называется "коротковолновым". Как количество энергии, так и длина волн, на которых энергия выделяется какой-либо системой, зависят от средней температуры излучающих поверхностей системы, плюс от свойств эмиссии. Температура излучающей поверхности солнца, или фотосферы, составляет более чем 5500'С (9900'F). Однако до Земли доходит не вся энергия солнца. Солнечная энергия распространяется во всех направлениях, и лишь малая доля находится в направлении Земли.
Энергия возвращается с Земли в космос двояко: с отражением и с эмиссией. Часть солнечной энергии, пришедшей на Землю, отражается обратно в космос на той же короткой длине волн, в виде которых она пришла на Землю. Доля солнечной энергии, отражаемая обратно в космос, называется альбедо. Разные части Земли имеют разное альбедо. Например, поверхности океанов и лесов имеют низкое альбедо, и это означает, что они отражают лишь малую часть энергии солнца. А пустыни, лед и облака имеют высокое альбедо; они отражают большую часть энергии солнца. По всей поверхности Земли обратно в космос отражается около 30 процентов поступающей солнечной энергии. Поскольку обыкновенно облако имеет более высокое альбедо, чем находящаяся под ним поверхность, облако отражает обратно в космос больше коротковолнового излучения, чем отразила бы поверхность в отсутствии облака, таким образом остается меньше солнечной энергии, способной нагревать поверхность и атмосферу. Следовательно, этот "эффект альбедо облака", взятый сам по себе, стремится вызвать охлаждение или "отрицательный эффект" в климате Земли.
Другая часть энергии, идущая от Земли в космос, - это электромагнитное излучение, испускаемое Землей. Солнечная энергия, поглощенная Землей, приводит к нагреванию планеты до тех пор, пока она не отдаст обратно в комос столько же энергии, сколько поглотила от солнца. Поскольку Земля поглощает лишь крохотную долю энергии солнца, она остается холоднее солнца, и таким образом выделяет намного меньше излучения. Большая часть этого выделенного излучения находится на более длинных волнах, чем солнечная энергия. В отличие от солнечного излучения, которое по большей части находится на длине волн, видимой человеческому глазу, длинноволновое излучение Земли находится в основном на инфракрасной длине волны, невидимой человеческому глазу. Когда облако поглощает длинноволновое излучение, испускаемое земной поверхностью, оно в свою очередь излучает часть энергии во внешний космос, а часть - обратно на поверхность. Интенсивность эмисии облака изменяется точно также, как и его температура, и кроме того зависит от некоторых других факторов, таких как толщина облака и состав формирующих частиц. Вершина облака обычно холоднее поверхности Земли. Следовательно, если облако поместить в чистое перед этим небо, его холодная вершина снизит длинноволновую эмиссию в космос, и (не учитывая текущее усиление облаком альбедо) энергия будет улавливаться ниже вершины облака. Эта пойманная энергия будет повышать температуру земной поверхности и атмосферы до тех пор, пока длинноволновая эмиссия в космос вновь не уравновесит поступающее поглощенное коротковолновое излучение. Этот процесс называется "парниковым эффектом облака" и, взятый сам по себе, ведет к нагреванию или "положительному эффекту" в земном климате. Обычно, чем выше облако в атмосфере, тем холоднее его верхняя поверхность, и тем больше его парниковый эффект.
Если бы на Земле не было атмосферы, температура поверхности, значительно ниже температуры замерзания, производила бы достаточно испускаемого излучения, чтобы уравновесить поглощаемую солнечную энергию. Но атмосфера утепляет планету и делает Землю более пригодной для жизни. Ясный воздух в значительной степени прозрачен для поступающего коротковолнового солнечного излучения и, следовательно, пропускает его на поверхность Земли. Однако значимая доля длинноволнового излучения, выделяемого поверхностью, поглощается рассеянными в воздухе газами. От этого воздух нагревается и в результате излучает энергию как в космос, так и обратно на поверхность Земли. Вернувшись на поверхность, энергия еще больше ее нагревает, что затем ведет к еще большей эмиссии с поверхности. Этот эффект нагревания воздуха на поверхности, называемый атмосферным парниковым эффектом, существует в основном болагодаря испарениям воды в атмосфере, но еще и усиливается из-за углекислого газа, метана и других поглощающих инфракрасное излучение газов, рассеянных в атмосфере.
В дополнение к нагревающему эффекту ясного воздуха, облака в атмосфере помогают смягчать температуру Земли. Баланс альбедо облака и противостоящего парникового эффекта облака определяет, будет определенный тип облака усиливать естественное нагревание поверхности Земли или производить охлаждающий эффект. Как объяснялось выше, высокие тонкие перистые облака усиливают нагревание, а низкие густые слоисто-кучевые имеют обратное действие, в то время как низкие конвективные облака нейтральны. В целом общее действие всех облаков таково, что поверхность Земли холоднее, чем она была бы, если бы в атмосфере не было облаков.
2. The study of clouds, where they occur, and their characteristics, play a key role in the understanding of climate change. Low, thick clouds primarily reflect solar radiation and cool the surface of the Earth. High, thin clouds primarily transmit incoming solar radiation; at the same time, they trap some of the outgoing infrared radiation emitted by the Earth and radiate it back downward, thereby warming the surface of the Earth. Whether a given cloud will heat or cool the surface depends on several factors, including the cloud's altitude, its size, and the make-up of the particles that form the cloud. The balance between the cooling and warming actions of clouds is very close although, overall, averaging the effects of all the clouds around the globe, cooling predominates.
The Earth's climate system constantly adjusts in a way that tends toward maintaining a balance between the energy that reaches the Earth from the sun and the energy that goes from Earth back out to space. Scientists refer to this as Earth's "radiation budget." The components of the Earth system that are important to the radiation budget are the planet's surface, atmosphere, and clouds. The energy coming from the sun to the Earth's surface is called solar energy. Most of it is in the form of radiation from the "visible" wavelengths, i.e., those responsible for the light detected by our eyes. Visible radiation and radiation with shorter wavelengths, such as ultraviolet radiation are labeled "shortwave." Both the amount of energy and the wavelengths at which energy is emitted by any system are controlled by the average temperature of the system's radiating surfaces, plus the emission properties. The temperature of the sun's radiating surface, or photosphere, is more than 5500°C (9900°F). However, not all of the sun's energy comes to Earth. The sun's energy is emitted in all directions, with only a small fraction being in the direction of the Earth.
Energy goes back to space from the Earth system in two ways: reflection and emission. Part of the solar energy that comes to Earth is reflected back out to space in the same, short wavelengths in which it came to Earth. The fraction of solar energy that is reflected back to space is called the albedo. Different parts of the Earth have different albedos. For example, ocean surfaces and rain forests have low albedos, which means that they reflect only a small portion of the sun's energy. Deserts, ice, and clouds, however, have high albedos; they reflect a large portion of the sun's energy. Over the whole surface of the Earth, about 30 percent of incoming solar energy is reflected back to space. Because a cloud usually has a higher albedo than the surface beneath it, the cloud reflects more shortwave radiation back to space than the surface would in the absence of the cloud, thus leaving less solar energy available to heat the surface and atmosphere. Hence, this "cloud albedo forcing," taken by itself, tends to cause a cooling or "negative forcing" of the Earth's climate.
Another part of the energy going to space from the Earth is the electromagnetic radiation emitted by the Earth. The solar radiation absorbed by the Earth causes the planet to heat up until it is emitting as much energy back into space as it absorbs from the sun. Because the Earth is absorbing only a tiny fraction of the sun's energy, it remains cooler than the sun, and therefore emits much less radiation. Most of this emitted radiation is at longer wavelengths than solar radiation. Unlike solar radiation, which is mostly at wavelengths visible to the human eye, the Earth's longwave radiation is mostly at infrared wavelengths, which are invisible to the human eye. When a cloud absorbs longwave radiation emitted by the Earth's surface, the cloud reemits a portion of the energy to outer space and a portion back toward the surface. The intensity of the emission from a cloud varies directly as its temperature and also depends upon several other factors, such as the cloud's thickness and the makeup of the particles that form the cloud. The top of the cloud is usually colder than the Earth's surface. Hence, if a cloud is introduced into a previously clear sky, the cold cloud top will reduce the longwave emission to space, and (disregarding the cloud albedo forcing for the moment) energy will be trapped beneath the cloud top. This trapped energy will increase the temperature of the Earth's surface and atmosphere until the longwave emission to space once again balances the incoming absorbed shortwave radiation. This process is called "cloud greenhouse forcing" and, taken by itself, tends to cause a heating or "positive forcing" of the Earth's climate. Usually, the higher a cloud is in the atmosphere, the colder is its upper surface and the greater is its cloud greenhouse forcing.
If the Earth had no atmosphere, a surface temperature far below freezing would produce enough emitted radiation to balance the absorbed solar energy. But the atmosphere warms the planet and makes Earth more livable. Clear air is largely transparent to incoming shortwave solar radiation and, hence, transmits it to the Earth's surface. However, a significant fraction of the longwave radiation emitted by the surface is absorbed by trace gases in the air. This heats the air and causes it to radiate energy both out to space and back toward the Earth's surface. The energy emitted back to the surface causes it to heat up more, which then results in greater emission from the surface. This heating effect of air on the surface, called the atmospheric greenhouse effect, is due mainly to water vapor in the air, but also is enhanced by carbon dioxide, methane, and other infrared-absorbing trace gases.
In addition to the warming effect of clear air, clouds in the atmosphere help to moderate the Earth's temperature. The balance of the opposing cloud albedo and cloud greenhouse forcings determines whether a certain cloud type will add to the air's natural warming of the Earth's surface or produce a cooling effect. As explained below, the high thin cirrus clouds tend to enhance the heating effect, and low thick stratocumulus clouds have the opposite effect, while deep convective clouds are neutral. The overall effect of all clouds together is that the Earth's surface is cooler than it would be if the atmosphere had no clouds.
Изучение облаков, их происхождения и характеристик играет ключевую роль в понимании климатических изменений. Низкие, густые облака главным образом отражают сонечное излучение и охлаждают поверхность земли. Высокие, тонкие облака в основном пропускают поступающее солнечное излучение; в то же время они улавливают часть исходящего инфракрасного излучения, испускаемого Землей и посылают его обратно вниз, таким образом нагревая поверхность Земли. Будет данное облако нагревать или охлаждать поверхность, зависит от нескольких факторов, в их числе высота облака, его размер и состав формирующих частиц. От нагревания до охлаждения в поведении облаков очень недалеко, хотя, в целом по земному шару преобладает их охлаждающее действие.
Земная система климата всегда стремится к сохранению равновесия между энергией, которая доходит до Земли от солнца, и энергией, которую Земля возвращает обратно в космос. Ученые называют это земным "бюджетом излучения". Важными в бюджете излучения составляющими земной системы являются поверхность планеты, атмосфера и облака. Идущая от солнца к поверхности Земли энергия называется солнечной. Большая ее часть существует в форме излучения на "видимых" длинах волны, то есть на тех, что воспринимаются нашим глазом. Видимое излучение и излучение с более короткой длиной волн, такой как ультрафиолетовое, называется "коротковолновым". Как количество энергии, так и длина волн, на которых энергия выделяется какой-либо системой, зависят от средней температуры излучающих поверхностей системы, плюс от свойств эмиссии. Температура излучающей поверхности солнца, или фотосферы, составляет более чем 5500'С (9900'F). Однако до Земли доходит не вся энергия солнца. Солнечная энергия распространяется во всех направлениях, и лишь малая доля находится в направлении Земли.
Энергия возвращается с Земли в космос двояко: с отражением и с эмиссией. Часть солнечной энергии, пришедшей на Землю, отражается обратно в космос на той же короткой длине волн, в виде которых она пришла на Землю. Доля солнечной энергии, отражаемая обратно в космос, называется альбедо. Разные части Земли имеют разное альбедо. Например, поверхности океанов и лесов имеют низкое альбедо, и это означает, что они отражают лишь малую часть энергии солнца. А пустыни, лед и облака имеют высокое альбедо; они отражают большую часть энергии солнца. По всей поверхности Земли обратно в космос отражается около 30 процентов поступающей солнечной энергии. Поскольку обыкновенно облако имеет более высокое альбедо, чем находящаяся под ним поверхность, облако отражает обратно в космос больше коротковолнового излучения, чем отразила бы поверхность в отсутствии облака, таким образом остается меньше солнечной энергии, способной нагревать поверхность и атмосферу. Следовательно, этот "эффект альбедо облака", взятый сам по себе, стремится вызвать охлаждение или "отрицательный эффект" в климате Земли.
Другая часть энергии, идущая от Земли в космос, - это электромагнитное излучение, испускаемое Землей. Солнечная энергия, поглощенная Землей, приводит к нагреванию планеты до тех пор, пока она не отдаст обратно в комос столько же энергии, сколько поглотила от солнца. Поскольку Земля поглощает лишь крохотную долю энергии солнца, она остается холоднее солнца, и таким образом выделяет намного меньше излучения. Большая часть этого выделенного излучения находится на более длинных волнах, чем солнечная энергия. В отличие от солнечного излучения, которое по большей части находится на длине волн, видимой человеческому глазу, длинноволновое излучение Земли находится в основном на инфракрасной длине волны, невидимой человеческому глазу. Когда облако поглощает длинноволновое излучение, испускаемое земной поверхностью, оно в свою очередь излучает часть энергии во внешний космос, а часть - обратно на поверхность. Интенсивность эмисии облака изменяется точно также, как и его температура, и кроме того зависит от некоторых других факторов, таких как толщина облака и состав формирующих частиц. Вершина облака обычно холоднее поверхности Земли. Следовательно, если облако поместить в чистое перед этим небо, его холодная вершина снизит длинноволновую эмиссию в космос, и (не учитывая текущее усиление облаком альбедо) энергия будет улавливаться ниже вершины облака. Эта пойманная энергия будет повышать температуру земной поверхности и атмосферы до тех пор, пока длинноволновая эмиссия в космос вновь не уравновесит поступающее поглощенное коротковолновое излучение. Этот процесс называется "парниковым эффектом облака" и, взятый сам по себе, ведет к нагреванию или "положительному эффекту" в земном климате. Обычно, чем выше облако в атмосфере, тем холоднее его верхняя поверхность, и тем больше его парниковый эффект.
Если бы на Земле не было атмосферы, температура поверхности, значительно ниже температуры замерзания, производила бы достаточно испускаемого излучения, чтобы уравновесить поглощаемую солнечную энергию. Но атмосфера утепляет планету и делает Землю более пригодной для жизни. Ясный воздух в значительной степени прозрачен для поступающего коротковолнового солнечного излучения и, следовательно, пропускает его на поверхность Земли. Однако значимая доля длинноволнового излучения, выделяемого поверхностью, поглощается рассеянными в воздухе газами. От этого воздух нагревается и в результате излучает энергию как в космос, так и обратно на поверхность Земли. Вернувшись на поверхность, энергия еще больше ее нагревает, что затем ведет к еще большей эмиссии с поверхности. Этот эффект нагревания воздуха на поверхности, называемый атмосферным парниковым эффектом, существует в основном болагодаря испарениям воды в атмосфере, но еще и усиливается из-за углекислого газа, метана и других поглощающих инфракрасное излучение газов, рассеянных в атмосфере.
В дополнение к нагревающему эффекту ясного воздуха, облака в атмосфере помогают смягчать температуру Земли. Баланс альбедо облака и противостоящего парникового эффекта облака определяет, будет определенный тип облака усиливать естественное нагревание поверхности Земли или производить охлаждающий эффект. Как объяснялось выше, высокие тонкие перистые облака усиливают нагревание, а низкие густые слоисто-кучевые имеют обратное действие, в то время как низкие конвективные облака нейтральны. В целом общее действие всех облаков таково, что поверхность Земли холоднее, чем она была бы, если бы в атмосфере не было облаков.