jordskin

Man har siden 1920'erne forsøgt at måle jordskinnets styrke kvantitativt, netop med henblik på at bestemme Jordens albedo. Franske astronomer – Danjon, Dubois og andre – opretholdt frem til 1950'erne et program, hvor de observerede jordskinnet og indsamlede målinger.

De tekniske muligheder var dengang begrænsede, og målemetoden bestod af menneskelig vurdering af forholdet mellem Månens lyse og mørke side – hjulpet på vej af af hensigtsmæssig optik og apparatur. Netop forholdet mellem intensiteten af belysningen på Månens lyse og mørke side kan vise sig at være proportionalt med Jordens albedo. Dette forhold måles i dag via digitale fotografier af hele Månens skive.

Systematiske observationer er blevet gennemført siden 1990'erne til i dag, og de bekræfter, hvad jordobserverende satellitter også viser – nemlig at Jordens refleksionsevne har aftaget lidt (ca. 1%) i de sidste 20 år.

Menneskeskabte aerosoler stammer bl.a. fra sulfatpartikler, der dannes, når vi bruger svovl-holdigt fossilt brændsel. Da man de seneste ca. 20 år har udskiftet billig og beskidt kul og olie med renere olie og kul og naturgas, udledes der nu færre aerosoler. Det bevirker, at skjoldet mod det indkomne sollys er blevet svagere, og mere sollys strømmer ind i Jordens klimasystem. Samtidig udledes der mere CO2, hvilket holder på Jordens varme – drivhuseffekten.

Målingen af jordskinnet kan således bidrage til klimaforskning. Da metoden er uafhængig af den gængse målemetode baseret på satellitter i rummet, er den vigtig at vedligeholde og udvikle, fordi gentagne og uafhængige målinger er en grundpille i forskningsfilosofi og eksperimentdesign.

Som alle målemetoder har også jordskinsmetoden sine svagheder, med da de er anderledes og uafhængige af de problemer, der er ved brugen af satellitter, er disse svagheder værd at arbejde med og søge at formindske.

Et af de største måleproblemer i jordskinsmetoden er, at den stærkt oplyste side af Månen spreder sit lys ud over hele måneskiven, hvorved princippet med at måle forholdet mellem belysningen på den mørke og den lyse side til dels sættes ud af spil. For at bekæmpe denne svaghed forsøger man at enten fjerne det spredte lys fra målingerne eller at undgå det helt.

Diffraktion fra instrumentets objektiv kan kun mindskes ved at bruge optik med et lille f-tal (lille forhold mellem optikkens diameter og brændvidde). Optik med ridser osv. bør undgås, og endelig er der det atmosfæriske bidrag til lys-spredning, der skyldes molekyler og aerosoler.

Molekyler spreder lys i en bred vinkel og er grunden til himlens blå farve. Aerosoler er større, og de spreder lyset i en mere spids vinkel fremad. Effekten af aerosolspredning (også kaldet Mie-spredning) kan klart ses i billeder af Månen, selv set fra et observatorium, der ligger oppe på et bjerg, over en væsentlig del af atmosfæren.

I tiden omkring Nymåne tager Andreas Mogensen gentagne gange billeder af Månen fra Den Internationale Rumstation (ISS). Billederne tages, når Månen er alene på himlen (uden den blændende Sol). Andreas Mogensen har hver gang mellem 5 og 11 minutter til rådighed, fra Månen står op, til Solen også står op – eller fra Solen går ned, til Månen også går ned.

I alt skal Andreas Mogensen tage op mod 5000 billeder af nymånen. De mange gentagne billeder skal sikre, at der er statistisk materiale nok til at reducere risikoen for fejlslutninger; inden for astrofotografering kaldes denne proces at forbedre signal til støjforholdet ved addition, eller ‘stacking’.

DMI og ESA koordinerer, at astrofotografer på Jorden tager billeder af Månen, samtidig med at Andreas Mogensen gør det. Det giver mulighed for at sammenstille et sæt observationer, der på én gang viser jordskinnets styrke set fra rummet, og jordskinnets styrke set igennem atmosfæren.

Resultaterne af eksperimentet bruges til at planlægge yderligere eksperimenter med egnede instrumenter til satellitter i jordkredsløb til observation af jordskinnets styrke og ændringer i denne.