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月の観測および軌道宇宙船による
地球のエネルギー収支の監視

Abdussamatov H.I.ロシア、

太陽・地球物理学学-研究発表会 2017

ロシア科学アカデミー、プルコフスカヤ天文観測所、XXI全ロシア年次会議

日本語訳:青山貞一 東京都市大学名誉教授
投稿日:2021年1月8日

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太陽・地球物理学学-研究発表会 2017
ロシア科学アカデミー、プルコフスカヤ天文観測所、XXI全ロシア年次会議

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このコレクションには、XXI All-Russian Annual Conference on SolarPhysics
「SolarandSolar-Terrestrial Physics-2017」(2017年10月9日〜13日、
GAO RAS、サンクトペテルブルク)で発表されたレポートが含まれています。

会議は、ロシア科学アカデミーのメイン(プルコボ)天文台、ロシア基礎研究財団、ロシア科学アカデミー天文学科学評議会の「太陽」セクション、および科学評議会「太陽と星の大気」セクションの「惑星の磁気圏におけるプラズマプロセス」の支援を受けて開催されました。会議のトピックには、太陽活動の物理学と太陽と地球の関係に関する幅広い問題が含まれていました。会議には、ロシア連邦、オーストラリア、イギリス、イタリア、フィンランド、ウクライナからの科学者が出席しました。

会議共同議長の組織委員会:A.V。ステパノフ(GAO RAS)、V.V。 Zaitsev(IAP RAS)共同議長-Yu.A. Nagovitsyn(GAO RAS)組織委員会のメンバー:V.A。アブラメンコ(KrAO)V.M。ボゴッド(SAO RAS)I.S。 Veselovsky(SINP MSU、IKI RAS)K。Georgieva(IKSI-BAN、ブルガリア)V.A。デルガチェフ(FTI RAS)L.L。キチャティノフ(ISTP SB RAS)M.A。 Livshits(IZMIRAN)N.G。マカレンコ(GAO RAS)V.N。 Obridko(IZMIRAN)A.A。ソロビエフ(GAO RAS)D.D。ソコロフ(モスクワ州立大学)A.G。 Tlatov(GAS GAO RAS)編集者の管理-A.V.ステパノフとYu.A. Nagovitsynコレクションには、調査結果に基づいて科学委員会の承認を受けた記事が含まれています。

1997年に最初に開催された太陽物理学に関する年次プルコボ会議の議事録は、1954年から1996年に発行された太陽データ速報での太陽活動問題に関する科学記事の出版の続きです。

USSR太陽研究サービスプログラムの継続としてロシアの天文台(主にロシア科学アカデミーの州天文台のキスロボツク山駅)で得られた太陽活動に関する概要データは、電子形式で入手できますコンピューターレイアウトE.L. テレキナ。


月の観測および軌道宇宙船による地球のエネルギー収支の監視
Abdussamatov H.I.ロシア、

サンクトペテルブルクのプルコヴォ天文台地球の年間平均エネルギー不均衡を0.1%の誤差で測定する必要があります。静止衛星によって測定された、惑星の反射および固有の熱放射の出力エネルギーは、切り詰められた円錐の形をした表面大気システムの限られた体積から来ています。

静止軌道の赤道に沿って均一に分布している14の衛星でさえ、±78°の緯度までしか表面をカバーすることができません。太陽放射が実質的に同じ固定角度で表面に当たるとき、太陽同期衛星による同様の測定が実行されます。これらのメソッドのエラーは1%のレベルです。

太陽地球システムのラグランジュ点L1にある宇宙船は、位相角α= 0°で、月が地球の円盤を覆っていない期間にのみ、惑星の表面全体を観測できます。月の天文台では、2つの光学望遠鏡(ロボット)のシステムが1つの望遠鏡として機能し、月の日の94%以上の時間、夜間にほぼすべての位相角の範囲で地球の表面全体をすべての角度から連続して観測します。

月の天文台によってアルベドボンドの量が決定されると、熱放射と地球のエネルギー収支は、軌道宇宙船によって定義されたものよりもほぼ1桁正確になります。



ここで、Eは惑星の熱量の変化の比出力、Sは太陽定数、ΔSは太陽定数の増分、ABEは惑星のボンドアルベド、ΔABEは惑星のボンドアルベドの増分、εは基礎となる表面大気システムの放射率(放射率)です。

、はStefan-Boltzmann定数、Trは熱力学的惑星温度、ΔTrは惑星熱力学的温度の増分です。アルベドボンドは、地球によって失われた太陽エネルギーの全部分の量と、惑星によって吸収された残りの太陽エネルギーの量の両方を決定します。地球のボンドアルベドは、関係[3]によって幾何学的アルベドAgEに関連しています。



ここで、f(α)は角度αでの位相関数です。位相関数(惑星によって特定の方向αに作成された宇宙船によって観測された照明と、太陽に向かって作成された照明の比率α= 0°)は、-180°から+ 180°までの位相角αの全範囲にわたって変化し、0から1の値を取ります。

位相角αに応じて、球形システム全体、表面、大気、太陽放射の反射および散乱の強度が空間に戻る係数。正規化は、位相角α= 0°(地球の完全に照らされた半球)で位相関数が最大値1に達するように選択されます。太陽定数の正確な値は、他の宇宙実験の測定結果から得られます。太陽定数(Δ͵)とアースボンドアルベド(Δͣ஻ா)の増分の影響下で発生する地球の実効温度の増分(ΔͶ௘)は、[1]として定義されます。



ボンドアルベドがΔͣ+ =୉୆0.0003(0.1%)増加すると、ΔͶୣ≈–0.027 Kが減少します。これは、太陽定数がS= –0.58 W / m2(〜0.04%)減少することに相当します。したがって、0.1%程度の誤差で惑星のエネルギー収支の構成要素を測定することは非常に重要です。惑星の平均年間エネルギー収支の値は、静止状態の軌道宇宙船[4]、太陽同期[5-6]、および太陽地球システム軌道のラグランジュポイントL1 [7]の両方に設置された機器を使用し、2つのシステムを使用して決定できます。光望遠鏡-月の天文台のロボット[1、2]。これらの測定値の誤差の比較分析を実行してみましょう。静止衛星の機器による測定。高度35,786kmにある14以上の静止衛星でさえ、緯度±78°までしか地球の表面を実際にカバーすることはできません。

したがって、地球の円盤の極端の目に見えない宇宙船から反射された放射を考慮に入れる理論モデルを構築する必要があります±(78°–90°)。毎月14の静止衛星による高精度の測定は、相互に校正する必要がありますが、これは実際には達成できません。静止宇宙船から、表面-大気システムの下にある層の線形視角は約17°であり、実際には円錐形です。同時に、最下点に向けられた宇宙船によって記録された情報は、大気の上層の放射領域からよりも、表面レベルで非常に大きな放射領域から来ていることは明らかです。

したがって、14以上の静止衛星は、原則として、地球の平均年間エネルギー収支の値を高精度(0.1%程度の誤差で)決定することはできません。太陽同期衛星の機器による測定。太陽同期軌道にある衛星は、ほぼ同じ照明角度で表面上の任意の点を通過します。したがって、他のすべての方向の空間への反射および散乱放射の強度の分布を記述する理論モデルが使用されます。表面全体が完全に表示された後、ローカル測定値のストリップを「ステッチ」するのにほぼ1日かかります。同様の方法を使用して、CERES [6]などの宇宙船機器を使用して惑星のボンドアルベドを決定します。これらの測定値の誤差は、定性的に、または約1%のレベルで推定されます[5、8]。 Sun-EarthシステムのラグランジュポイントL1での宇宙船の測定。

太陽-地球システムのL1ラグランジュポイントにあるすべての宇宙船は、同じ位相角α= 0°で、月が地球の円盤を覆っていない期間にのみ、惑星の表面全体を観測します[7]。これにより、地球の毎日の回転の期間が、それ自体の熱放射の比出力、および地球の表面全体から一方向にのみ反射された太陽放射の直接測定を実行できるようになります。

これにより、月が地球の円盤を覆っていない場合の幾何学的アルベドの値のみを決定することが可能になります。その結果、太陽地球システムのラグランジュポイントL1にある宇宙船は、すべての可能な角度αで高精度に位相関数の値を決定することを許可しません。すべての軌道を回る宇宙船は、長期にわたる一連の均一で高精度の代表的なデータを受け取ることはできません。

月の天文台の2つのロボット望遠鏡のシステムによる測定。 2つの同一の特殊な光学望遠鏡のシステム-月のほこりの帯電粒子から保護されたボウル内の作業視野Ø132 'を備えた直径300mmのロボット(SOTR-300K)は、±(80.9°±)の距離で月の赤道帯の平らな領域から1000mm以上の高さに設置されています0.1°)月の見える中心から[1–2]。月の天文台のロボットの2つの望遠鏡のシステムは、ロシア連邦第2613048、2591263、164303、および155044の4つの特許によって保護されています。SOTR-300Kは一貫して監視を実行します。

以下略