Chmury i aerozole

Wiadomości podstawowe

Albedo

Słowo "albedo" pochodzi z łaciny (białość) i opisuje jak jasny jest dany obiekt. Wielkość ziemskiego albedo jest bardzo ważna dla funkcjonowania całego systemu klimatycznego. 
 

Kolory

Światło białe (czyli światło słoneczne) składa się z kilku kolorów, które są zmieszane ze sobą i dlatego ich nie widzimy (widać je oddzielnie, gdy  patrzy się na piękną tęczę lub gdy używa się pryzmatu). Gdy światło dociera do przedmiotu może zostać odbite, przepuszczone lub pochłonięte. Lustro odbija całe docierające światło, zaś przedmioty przeźroczyste (np. woda, szkło) przepuszczają je.

Ponieważ światło złożone jest z kilku kolorów, część z nich może zostać odbita, inna zaś pochłonięta. Gdy wszystkie barwy ulegają odbiciu przedmiot jest biały, gdy żadna (wszystkie kolory zostają pochłonięte) przedmiot jest czarny. Jeżeli przedmiot absorbuje wszystkie kolory oprócz - powiedzmy - czerwonego, nasze oczy widzą właśnie ten kolor i mówimy, że oglądany przedmiot jest czerwony. Światło pochłonięte przekształcane jest w ciepło: dlatego w lecie ciemne przedmioty, pochłaniające wszystkie kolory, są cieplejsze niż jasne.
 

1. Coś jest określonego koloru gdyż odbija światło w danym zakresie fal (i wysyła je do naszych oczu); pozostałe barwy są pochłaniane przez przedmiot.
Autor: J. Gourdeau

Definicja albedo

Albedo to stosunek światła odbitego od przedmiotu, do światła do niego docierającego.

Wartość albedo waha się od 0 (brak światła odbitego) do 1 (całe światło zostało odbite) lub może być wyrażana w procentach (%).
 

Albedo Ziemi

Średnie albedo naszej planety wynosi około 0,3. Oznacza to, że 30% światła słonecznego docierającego do Ziemi jest oddawane z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Tabela prezentuje albedo (w %) różnych powierzchni. Najniższe albedo na Ziemi mają lasy równikowe.
 

Obecnie średnia roczna temperatura powierzchni Ziemi wynosi 15,0°C. Gdyby nasza planeta była pokryta lasami jej temperatura sięgałaby 24,0°C, gdyby pokrywała ją pustynia - 13,0°C. Pokrycie całej Ziemi przez oceany (jak w filmie "Wodny Świat") spowodowałoby wzrost temperatury do 32,0°C, gdyż wody oceanu są ciemne i mają niższe albedo, zaś gdyby całą Ziemię pokrył lód to temperatura spadłaby do -52,0°C (ryc.2).
 

Albedo chmur

Albedo naszej planety zmienia się w zależności od obecności chmur. Chmury odbijają więcej światła z powrotem w przestrzeń kosmiczną niż czyste błękitne niebo. Albedo chmur zależy od kilku czynników: wysokości chmury, jej rozmiaru oraz liczby i wielkości znajdujących się wewnątrz kropelek.
Chmury mogą mieć różne kolory, od jasnobiałego  po ciemnoszary, gdyż kropelki wody rozpraszają światło; większe krople mają większą powierzchnię więc odbijają więcej światła. Jeśli stoisz pod wielką chmurą Cumulonimbus dookoła jest ciemno, ponieważ światło trudno się przez nią przebija; widziana jednak z kosmosu ta sama chmura będzie jasna gdyż w rzeczywistości ma ona duże albedo. Przeciwnie zaś chmura Cirrus: dla nas jest prawie przeźroczysta, ale z kosmosu wydaje się być szara z powodu niskiego albedo.
Wyobraź sobie, że podziwiasz Ziemię z kosmicznego wahadłowca, chmury odbijają światło w różny sposób (co oznacza, że mają różne albedo) w zależności od ich cech.
 

3. Albedo różnych chmur
Autor: J. Gourdeau
 

Europejski satelita METEOSAT mierzy promieniowanie słoneczne odbite przez chmury i powierzchnię Ziemi. Woda pochłania bardzo dużo promieniowania więc wydaje się, że jest ciemna. Miąższe chmury mają wysokie albedo i są jasne na obrazie satelitarnym. Cienkie chmury Cirrus mają niskie albedo i są zwykle półprzeźroczyste dla światła słonecznego.
 

Ponieważ chmura odznacza się przeważnie wyższym albedo niż powierzchnia poniżej, odbija w przestrzeń więcej promieniowania niż czyniłaby to powierzchnia bez jej obecności. W ten sposób pozostaje mniej energii słonecznej, która mogłaby ogrzać powierzchnię Ziemi i atmosferę.

To jedno z powiązań pomiędzy chmurami i klimatem. Chmury jednak oddziałują na nasz klimat także w inny sposób: przeczytaj kolejny fragment ...

Jeżeli jesteś zainteresowany wielkością albedo w miastach, zajrzyj tutaj.
 

O tej stronie:

Autor: J. Gourdeau, LaMP Clermont-Ferrand, Francja
Recenzent: Dr Maud Leriche, CNRS LaMP, Francja
ostatnia aktualizacja:  2004-05-06
Tłumaczenie na język polski: Dr Agnieszka Wypych, Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków