Günəşin Yer kürəsinin iqliminə təsiri
Günəş Yer kürəsinin əsas enerji mənbəyidir. Hava və iqlimi formalaşdıran demək olar ki, bütün proseslər - okeanların buxarlanmasından və buludların əmələ gəlməsindən tutmuş küləyin dövranına və fotosintezə qədər - günəş radiasiyasının planetimizin atmosferinə və səthinə çatması ilə başlayır. Lakin Günəşin iqlimə təsiri "günəş nə qədər parlaq olarsa, bir o qədər isti olar" qədər sadə deyil. Bir-biri ilə əlaqəli bir çox mexanizm mövcuddur: günəş enerjisindəki dəyişikliklər, atmosferin radiasiyanı necə udması və əks etdirməsi, okeanların istilik udma rolu və hətta çox uzun zaman aralığında Yerin orbitindəki dəyişikliklər. Bu məqalədə Günəşin Yerin iqliminə müxtəlif bucaqlardan necə təsir etdiyi araşdırılır.
1. Günəş enerjisi iqlim “mühərriki” kimi
İqlim əsasən hava şəraitinin uzunmüddətli ortalamasıdır. Gündəlik hava sürətlə dəyişə bilər, lakin iqlim enerji balansı ilə müəyyən edilir: nə qədər daxil olan günəş enerjisinin yayıldığı və nə qədərinin kosmosa geri buraxıldığı. Daxil olan enerji əsasən qısa dalğalı radiasiyadır (görünən, ultrabənövşəyi və yaxın infraqırmızı işıq). Bəzi enerji səth və atmosfer tərəfindən udulur, bəziləri isə buludlar, aerozol hissəcikləri və buz kimi parlaq səthlər tərəfindən geri əks olunur.
Daha sonra Yer kürəsi enerjini uzun dalğalı (infraqırmızı) şüalanma şəklində yenidən yayır. İstixana effekti də burada rol oynayır: su buxarı, karbon qazı, metan və azot oksidi kimi qazlar bu infraqırmızı şüalanmanın bir hissəsini udur və yenidən yayır, bu da səthi Yer atmosferi olmadan olduğundan daha isti edir. Başqa sözlə, Günəş enerji verir, atmosfer isə bu enerjinin iqlim sistemində nə qədər "saxlanılacağını" müəyyən edir.
2. Albedo: əks olunmanın temperaturun tənzimlənməsində rolu
Günəşin təsirini anlamağın açarlarından biri albedodur, yəni günəş radiasiyasının kosmosa əks olunma faizi. Qar və buz kimi parlaq səthlərdə daha çox işığı əks etdirən və Yer kürəsini soyutmağa meylli olan yüksək albedo var. Əksinə, qaranlıq okeanlar və ya sıx meşələr daha çox enerji udur və Yer kürəsini isidir.
Albedo da buludlardan əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənir. Qalın buludlar günəş radiasiyasını əhəmiyyətli dərəcədə əks etdirə bilər (soyuma), eyni zamanda Yer kürəsinin yaydığı infraqırmızı şüalanmanı da tuta bilər (istiləşmə). Ümumi təsir buludun növündən, hündürlükdən və qalınlıqdan asılıdır. Günəş buludlar və buz tərəfindən əks olunan şüalanma mənbəyi olduğundan, albedodakı dəyişikliklər Günəşin iqlimi dolayı yolla "tənzimləməsinin" bir yoludur.
3. Günəş aktivliyindəki dəyişikliklər: günəş ləkələri və 11 illik dövr
Günəş daimi işıq deyil. Onun maqnit aktivlik dövrü var və ən məşhuru təxminən 11 illik bir dövrdür və günəş ləkələrinin sayında dəyişikliklərlə xarakterizə olunur. Aktivlik artdıqca, Günəşin yaydığı ümumi enerjidə Ümumi Günəş Şüalanması (ÜŞŞ) kimi tanınan kiçik dəyişikliklər olur. Bu dövr ərzində ÜŞŞ-dəki dəyişikliklər nisbətən kiçikdir (təxminən onda bir faiz), lakin onlar yenə də yuxarı atmosferə və müəyyən sirkulyasiya modellərinə təsir göstərə bilər.
TSI-yə əlavə olaraq, ultrabənövşəyi (UB) işığındakı dəyişikliklər ümumi enerjidəki dəyişikliklərdən daha əhəmiyyətli ola bilər. UB atmosfer kimyasına, xüsusən də stratosferdə ozonun əmələ gəlməsinə və dəyişikliklərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Ozondakı dəyişikliklər stratosferdə temperatur paylanmasını dəyişdirə bilər və bəzi şərtlərdə onların təsiri hava şəraitinin baş verdiyi troposferə "izlənə" bilər. Bu o deməkdir ki, günəş aktivliyinin təsiri yalnız birbaşa istilik vasitəsilə deyil, həm də atmosfer strukturundakı dəyişikliklər vasitəsilə baş verir.
4. Günəşin okeanlar vasitəsilə təsiri: ən böyük istilik anbarı
Okeanlar səthə çatan günəş enerjisinin çox hissəsini udur. Nəhəng istilik tutumuna görə okeanlar iqlim "batareyaları" kimi fəaliyyət göstərir, istiliyi müəyyən müddət saxlayır və yavaş-yavaş buraxır. Okean cərəyanları istiliyin tropiklərdən daha yüksək enliklərə daşınmasına kömək edir və beləliklə, qlobal temperatur fərqlərini tarazlaşdırır.
Günəş, okean və atmosferin qarşılıqlı təsiri El Niño və La Niña kimi hadisələrdə də özünü göstərir. Bu hadisələr birbaşa günəşdəki dəyişikliklərlə "yaradılmasa da", okean tərəfindən udulan günəş enerjisi bu dinamika üçün əsas yanacaqdır. İstilik udulmasındakı dəyişikliklər, ticarət küləklərindəki dəyişikliklər və okean-atmosfer istilik mübadiləsi dünyanın hər yerində yağıntıların miqdarını və temperaturu dəyişdirə bilər.
5. Yer kürəsinin oxu ətrafında əyilməsi və fəsilləri: günəş enerjisinin paylanması
İnsanlar tez-tez fəsillərin Yer kürəsinin Günəşdən məsafəsinin dəyişməsi səbəbindən baş verdiyini düşünürlər. Lakin fəsillərin əsas səbəbi Yer kürəsinin təxminən 23,5 dərəcəlik oxunun əyilməsidir. Bu əyilmə səbəbindən günəş işığının intensivliyi və müddəti il ərzində müxtəlif enliklərdə dəyişir. Şimal yarımkürəsi Günəşə doğru əyildikdə yay fəsli olur: günlər daha uzun olur və düşmə bucağı daha düz olur, bu da vahid sahəyə daha çox enerji verir. Əksinə, Yer kürəsi əyildikdə qış fəsli yaşayır.
Günəş enerjisinin bu qeyri-bərabər paylanması qlobal atmosfer dövranını idarə edir: isti hava tropiklərdə yüksəlir, daha yüksək enliklərə doğru hərəkət edir və sonra yenidən aşağı enərək Hadley, Ferrel və Polar kimi dövran hüceyrələrini əmələ gətirir. Küləklər və okean cərəyanları Yer kürəsinin günəş enerjisini paylamaq üçün istifadə etdiyi "alətlərdir", ona görə də o, yalnız tropiklərdə toplanmır.
6. Uzunmüddətli orbital dəyişikliklər: Milankoviç dövrləri
Minlərlə ildən yüz minlərlə ilə qədər davam edən miqyasda, Yerin iqlimi, Milankoviç dövrləri kimi tanınan Yerin orbitindəki və istiqamətindəki dəyişikliklərdən də təsirlənir. Üç əsas komponent var:
1. Ekssentriklik: Yer kürəsinin orbitinin forması daha dairəvidən daha oval formaya dəyişir.
2. Əyilmə: Yerin oxunun bucağı bir qədər dəyişir.
3. Presessiya: Yerin oxunun “sallanması” fəsillərin vaxtını Yerin orbitdəki mövqeyinə nisbətən dəyişir.
Bu dövrlər Yer kürəsinin qəbul etdiyi günəş enerjisinin ümumi miqdarını əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirmir, lakin enerjinin mövsüm və enlik üzrə paylanmasını dəyişdirir. Paylanmadakı bu dəyişikliklər, əsasən buzun ölçüsündə və albedoda dəyişikliklər kimi geribildirimlərə görə buz dövrünü tetikleyebilir və ya sona çatdıra bilər.
7. İqlim əks-əlaqəsi: Günəşin təsirini gücləndirmək və ya zəiflətmək
Günəşin təsiri çox vaxt iqlim sistemindəki geribildirimlərlə artır və ya azalır. Məsələn, az miqdarda istiləşmə buzun əriməsinə səbəb olarsa, albedo azalır, daha çox günəş enerjisi udulur və istiləşmə artır — buna müsbət geribildirim deyilir. Əksinə, bəzi mexanizmlər mənfi geribildirim kimi çıxış edə bilər, məsələn, temperatur artdıqca Yer tərəfindən yayılan infraqırmızı şüalanmanın artması və bu da sistemin tarazlaşmasına kömək edir.
Buludlar, su buxarı və buz günəş enerjisinin necə daxil olmasına və emal olunmasına birbaşa təsir göstərdiyi üçün vacib komponentlərdir. Bu geribildirimlərin mürəkkəbliyi ondadır ki, günəş radiasiyasındakı kiçik dəyişikliklərə iqlim reaksiyaları həmişə xətti olmur.
8. Günəş və müasir iqlim dəyişikliyi: onun rolu nədir?
Müasir iqlim dəyişikliyi müzakirələrində Günəşin təbii təsiri ilə insan fəaliyyətinin təsirini ayırd etmək vacibdir. Alimlər günəş aktivliyindəki dəyişikliklərin iqlim dəyişkənliyinə təsir etdiyini etiraf edirlər, lakin müşahidə dəlilləri göstərir ki, 20-ci əsrin ortalarından bəri qlobal istiləşmə yalnız günəş dəyişiklikləri ilə izah edilə bilməz. Güclü istiləşmə meyli, atmosfer istiləşməsinin modeli (məsələn, stratosfer soyumağa meylli olduğu halda troposferin istiləşməsi) və istixana qazı konsentrasiyalarının artması antropogen amillərin dominant rol oynadığına işarə edir.
Lakin bu, Günəşin "əhəmiyyətsiz" olduğu anlamına gəlmir. Günəş əsas enerji mənbəyi olaraq qalır və onun variasiyalarını anlamaq təbii siqnalları insan fəaliyyətinin yaratdığı siqnallardan ayırmaq, eyni zamanda iqlim modellərinin dəqiqliyini artırmaq üçün çox vacibdir.
Nəticə
Günəş Yer kürəsinin iqliminə bir çox yolla təsir göstərir: əsas enerji mənbəyi kimi, albedo dəyişiklikləri, maqnit aktivliyində və UB şüalanmasında dəyişikliklər və enerji paylanmasının ox əyilməsi və uzunmüddətli orbital dövrlər vasitəsilə tənzimlənməsi. Daha sonra okeanlar və atmosfer bu enerjini mürəkkəb dövriyyə, istilik saxlama və geribildirimlər vasitəsilə emal edir. Bu mexanizmləri anlamaqla görə bilərik ki, Yer iqlimi Günəş enerjisi ilə Yer sistemi arasında dinamik qarşılıqlı təsirin nəticəsidir və hər hansı bir komponentdəki kiçik dəyişikliklər müəyyən geribildirimlər tərəfindən gücləndirildikdə böyük dəyişikliklərə səbəb ola bilər.
