Albedo

Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea altor semnificații, consultați Albedo (dezambiguizare) .

lumina soarelui reflectată difuză împotriva diferitelor condiții de suprafață

Albedo (din latinescul albēdo , „alb”, din albus , „alb”) al unei suprafețe este fracția de lumină sau, mai general, a radiației solare incidente care se reflectă în toate direcțiile. Prin urmare, indică puterea de reflectare a unei suprafețe. Valoarea exactă a fracției depinde, pentru același material, de lungimea de undă a radiației luate în considerare. Dacă cuvântul albedo este folosit fără alte specificații, acesta se referă la lumina vizibilă . Se măsoară printr-un albedometru . ^[1]

Albedo-ul maxim este 1, când se reflectă toată lumina incidentă. Albedo-ul minim este 0, când nu se reflectă nicio fracțiune din lumină. În ceea ce privește lumina vizibilă, primul caz este cel al unui obiect perfect alb , celălalt al unui obiect perfect negru . Valorile intermediare înseamnă situații intermediare.

Albedo de zăpadă proaspătă ajunge până la 0,9. Cărbunele are un albedo foarte scăzut. O ardezie are un albedo de aproximativ 0,15. Albedo poate fi, de asemenea, măsurat ca procent, setând 1 egal cu 100%. Pământul are un albedo mediu de 0,37-0,39, sau echivalent 37% -39%.

Relația dintre albedo și temperatură

Radiația incidentă reflectată mai mare sau mai mică și, respectiv, absorbția inferioară sau mai mare, pot influența temperatura unui corp. De fapt, este suficient să ne gândim la radiația IR care influențează direct vibrațiile moleculare (și, prin urmare, temperatura unui corp), dar și fracția din vizibilul absorbit poate provoca o creștere a temperaturii: de fapt, dacă o moleculă absoarbe această radiație fotopromotează un electron într-o stare de energie mai mare. Această stare excitată astfel formată poate fi dezactivată, revenind la starea fundamentală, în principal prin mecanisme non-radiative care asigură transferul de căldură în împrejurimi pentru a dispersa energia dobândită cu absorbția radiațiilor. În total, procesul de absorbție a condus apoi la conversia energiei radiative ( prin legea lui Bohr : E = hν , unde E este energia fotonului , h este constanta lui Planck și v este frecvența radiației) în energie termică, conducând de asemenea la o creștere a entropiei corpului în urma celei de-a doua legi a termodinamicii .

Pentru a da un alt exemplu, întregul teritoriu al statului Belgia este considerabil mai cald decât zona rurală franceză deschisă, care se află imediat în sud-vest. datorită efectelor unui albedo diferit. ^{[ fără sursă ]}

Cele mai reci regiuni ale Pământului, bogate în zăpadă, pe lângă faptul că au puțină lumină, absorb o parte neglijabilă din cauza albedo-ului zăpezii, dar relația dintre temperatură și albedo este de fapt mai evidentă în regiunile tropicale , deoarece tropicele primesc mult mai multă lumină de la soare .

Fenomenul este prezentat și la o scară mai mică. Este o experiență obișnuită faptul că persoanele care poartă haine întunecate vara se simt adesea mai calde decât cele care poartă haine de culoare deschisă.

Valori tipice de albedo

Albedo al unei păduri de pini la 45 ° latitudine nordică , care acoperă întreaga suprafață, este de doar 9%, printre cele mai scăzute dintr-un mediu natural terestru. Această valoare redusă derivă în parte din culoarea pinilor și, în parte, din diferitele reflexii multiple ale luminii din mijlocul copacilor până la absorbția totală, care scade cantitatea de lumină reflectată în sus.

Albedo-ul unui ocean , datorită faptului că lumina pătrunde în apă, este chiar mai mic: aproximativ 3,5%, dar se poate schimba foarte mult pe măsură ce unghiul de incidență al radiației variază.

Bucșele dense se situează între 9% și 14%. O peluză este în jur de 20%.

Solul arid are un albedo care depinde de culoarea solului și poate fi de până la 9% sau până la 40%, câmpurile cultivate fiind de aproximativ 15%.

Un deșert sau o plajă mare este în general în jur de 25%, cu variații mari datorită diferitelor culori ale nisipului. ^[7]

Structurile urbane au valori de albedo foarte diferite, deoarece structurile create de om absorb adesea lumina înainte ca aceasta să poată ajunge la suprafață. În părțile nordice ale lumii, orașele sunt adesea foarte întunecate, iar Edward Walker a arătat că albedoul lor mediu este de aproximativ 7%, cu o mică creștere în timpul verii. În țările tropicale, orașele au un albedo de aproximativ 12%. Diferitele valori derivă direct din diferite materiale și stiluri de construcție.

Zăpada proaspăt căzută pe un peisaj uniform are un albedo de 90%. O întindere de zăpadă compactă (de exemplu, zonele joase din Antarctica ) este în jur de 80%.

Deoarece copacii sunt atât de eficienți în absorbția energiei luminii (prin fotosinteză și reflexii multiple ale frunzelor și cu variabilitate între diferite specii de copaci), ar părea logic să ne așteptăm ca Pământul în ansamblu să se răcească prin tăierea pădurilor. Efectele nu sunt de fapt atât de simple și există dovezi atât pentru, cât și împotriva acestei ipoteze. Unii cred că acest lucru nu este adevărat deoarece, în regiunile tropicale, solul liber are un albedo inferior și, prin urmare, absoarbe chiar mai multă căldură decât copacii. Pădurile tind, de asemenea, să formeze o mulțime de nori deasupra lor (datorită evapotranspirației plantelor), iar norii au un albedo mai mare. Cu toate acestea, este adevărat că mediile fără copaci din regiunile reci, adesea acoperite de zăpadă, au un albedo cu 10% și 50% mai mare decât regiunile învecinate, dar care conțin păduri și că temperaturile din latitudinile medii sunt mai reci până la 11 ° C în regiuni pustii. În apropierea polilor , diferența tinde să dispară, deoarece cantitatea totală de lumină incidentă scade foarte mult.

Dacă o zonă parțial acoperită de zăpadă se încălzește, zăpada tinde să se topească, coborând albedo-ul și ducând astfel la o topire și mai mare. Acest efect este punctul de plecare pentru modelele care prezic încălzirea puternică a polilor și regiunilor acoperite sezonier de zăpadă din cauza încălzirii globale .

În mod eficient, cei câțiva susținători ai vechiului plan al Uniunii Sovietice de topire a Oceanului Arctic se bazează în primul rând pe argumentul că odată ce gheața se va topi, temperaturile nu ar fi niciodată atât de reci încât să înghețe din nou. Teoria lor este probabil falsă, deoarece modelele climatice au arătat că temperaturile vor rămâne sub îngheț pentru cea mai mare parte a anului. Odată ce s-a format gheață în timpul iernii, albedo-ul său înalt ar ajuta la menținerea frigului chiar și vara. Temperatura medie a Polului Nord în luna iulie este estimată la aproximativ -1 ° C și se crede că fără calota de gheață ar crește la aproximativ 6 ° C. ^{[ fără sursă ]}

Norii sunt o altă sursă de albedo care joacă un rol în modelele de încălzire globală. Diferite tipuri de nori au albedo foarte diferit, teoretic între 0% și 70%.

Nu se știe dacă acumularea de particule poluante întunecate ar putea avea ca efect scăderea albedo de nori, ajutând la încălzirea Pământului. În timpul incendiilor petroliere din Kuweit în 1991 , temperaturile din deșert au scăzut în medie cu 7 ° C în perioadele cu cea mai mare acoperire. Prin urmare, datele sunt conflictuale.

Particulele afectează, de asemenea, albedo. Cu toate acestea, efectul acestuia din urmă este încă incert. Particulele reflectă lumina soarelui (efect direct), dar și indirect schimbă dinamica norilor (albedo și durata de viață, ambele cresc). Particulele depuse pe gheață pot ajuta la topirea ei mai rapid prin scăderea albedo, așa cum sa observat pentru unii ghețari.

Notă

Elemente conexe

• Albedo geometric
• Caracteristic albedo

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « albedo »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre albedo

linkuri externe

• ( EN ) Thermopedia, „Albedo” , pe thermopedia.com .

Portalul de astronomie

Portalul de fizică