NOAA新仪器监控太阳辐照度TCTE对地球的影响

 维持太阳能测量的记录可以帮助了解太阳对地球影响。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）和太阳总辐照度校准传输实验（TCTE）正在努力现提供这些信息。

地球上的许多自然条件如表面地表温度、空气温度都依赖于来自太阳电磁辐射形式的能量。一个太阳活动周期持续大约11年，期间通常只有轻微的太阳辐射改变。当然也有一些戏剧性的太阳事件喷射出太阳粒子，但这些粒子排放导致的能量变化从一年或更长的时间平均来看，相比于太阳的电磁辐射变化是很小的。

科学家们通过一百年来对地球表面的观测已经注意到了这些变化，但自从1978年由美国宇航局Nimbus7号卫星进行测量“太阳总辐照度(TSI)”结果之后，才真正能够开始用空间更精确的测量确定其规模和对地球气候的影响。

不间断地继续TSI测量记录是很重要的。TCTE就是通过从空间持续测量来防止这样的间断，以确定太阳能变化正在如何影响着地球的气候。

国家海洋大气管理局，联合极地卫星系统支持，TCTE搭载美国空军太空试验计划3号卫星在2013年11月19日，从美国宇航局在弗吉尼亚州的Wallops飞行设施中发射。之后， TCTE成功开启并开始发送信息。

太阳辐射是由2003年部署的承担美国宇航局的太阳辐射和气候实验任务的总辐照度监控器（Total irradiance Monitor:TIM)进行测量。TCTE上的TIM是美国宇航局投资建成的三大仪器之一，是2003年不熟的总辐射监控投资的一部分。

虽然SORCE的设计是要持续使用五年，但在超过10年后它仍在记录数据。卫星老化已接近其电池使用寿命。数据刘的连续性相当重要，要求两个工具重叠，允许同步测量，并允许新的更精确的TCTE校准数据转移到SORCE TIM上 ，然后再返回到更早时期的重叠测量，因而大大提高了整体TSI记录关键的精度和数值的连续性。

科学家希望这两个空间工具有十天左右的重叠期。之后，通过空军卫星等手段，TCTE将在地球的某些轨道数被每周打开一次，通常持续约一到1.5小时，每个轨道观察太阳约45分钟。

“输入到气候系统的基本信息就是太阳能。我们需要在进行其他的科学研究之前获得这些基本的测量数据，并且不能失去这个记录，”NOAA国家气候数据中心气候服务行政和监测司Jeffrey Privette，“我很看好数据的质量和使用它的能力。”

由部署于2003年的TIM获得的太阳能辐照度测量数据，比他们以前的基于空间的数据更准确，”美国宇航局戈达德太空飞行中心SORCE和TCTE项目科学家Robot Cahalan说。

在SORCE之前，空间太阳能辐照度测量精确光圈的位置在仪器内部，要求光达到这个光圈之前穿过挡板和其他仪器表面，允许一些数量不明的阳光从这些表面反射，然后进入孔，从而导致失去精度。 “TIM SORCE的最大创新是，精密孔径是在前面，所以曝光测量是非常精确的。” Cahalan说。

尽管TCTE上的TIM和目前飞行在SORCE上的TIM鉴于同一时间，科学家们现在在TIM测量校准上已经有了基于地面的低温系统运行和在极冷温度运行的优势，以建立更精确的电流。当SORCE仪器最初推出时此低温系统并不存在。

这一创新将有利于哪些1978年以来记录的前一个空间太阳能电池的数据。“因为我们有一个校准的仪器，我们将这些信息从SORCE传输到数据，让我们来修正过去11年的TIM的数据。和所有早期的仪器有可能通过他们的仪器团队和主要研究者予以纠正， “ Cahalan说。

科学家们认为，有证据表明，地球与太阳的关系，包括改变地球的轨道，会是改变气候的原因..然而，在过去的几十年中，没有太阳能量输出的明显趋势，其TSI无明显趋势。在超过1000年的时间中，地球的轨道基本上保持固定不变。已知的轨道变化需要超过万年发生。
“近几十年来地球经历了一个明显的温度上升，并且随着温度上升，冰川融化和海洋酸化（碱性降低） 。这些变化可以追溯到同一个原因，二氧化碳浓度的增加和其他化石燃料使用发出的温室气体，将热量困在地球表面，吸收在海洋中，”Cahalan说。

“在这十年里，太阳的亮度（能量）经历了几次向上和向下的周期，与太阳黑子周期同步，但没有整体的趋势可以解释地球的温度变化趋势，”Cahalan说。“这并不意味着我们应该停止测量太阳。只是因为太阳自1978年以来还没有显著变亮或变暗，并不意味着它不会亮或从现在起到2050年变暗。在阳光下，即使是非常小的趋势，要么太阳变亮变暖，或者太阳变暗降温。”