Как регулировать альбедо естественных поверхностей

Отраженная радиация.

2.5.4. Отраженная радиация. Альбедо

Альбедо поверхности зависит от ее цвета, шероховатости влажности и других свойств. В табл. 9 приведены значения аль бедо различных естественных поверхностей.

Альбедо ( % ) различных естественных поверхностей (по В. Л. Раевскому и М. И. Будыко)

Рекомендуемые файлы

Поля ржи и пшеницы

Сухие глинистые почвы

Сухие песчаные почвы

Альбедо водных поверхностей при высоте Солнца свыше 60° меньше, чем альбедо суши, поскольку солнечные лучи, проникая в воду, в значительной мере поглощаются и рассеиваются в ней. При отвесном падении лучей Л = 2ч-5%, при высоте Солнца мень­ше 10° Л = 50^-70%. Большое альбедо льда и снега обусловлива­ет замедленный ход весны в полярных районах и сохранение там вечных льдов.

Наблюдения за альбедо суши, моря и облачного покрова про­водятся с искусственных спутников Земли. Альбедо моря позво­ляет рассчитывать высоту волн, альбедо облаков характеризует их мощность, а альбедо разных участков суши позволяет судить о степени покрытия полей снегом и о состоянии растительного покрова. Например, альбедо на Европейской части СССР в лет­ний и зимний периоды различно. Зимой альбедо велико на всей территории и изменяется от 50% на юге до 80% на севере. Ле­том альбедо значительно меньше (20—30%), причем наименьшие значения (около 15%) наблюдаются там, где большие площади покрыты хвойными лесами.

Альбедо всех поверхностей, а особенно водных, зависит от высоты Солнца: наименьшее альбедо бывает в полуденные часы, наибольшее — утром и вечером. Это связано с тем, что при ма­лой высоте Солнца в составе суммарной радиации возрастает до­ля рассеянной, которая в большей степени, чем прямая радиа­ция, отражается от шероховатой подстилающей поверхности.

Солнечный свет создает освещенность, которая характеризует­ся суммарным действием прямой, рассеянной и отраженной ра­диации. При прочих равных условиях освещенность возрастает с увеличением отраженной радиации. Например, энергетическая освещенность солнечной радиации, отраженной от поверхности снега, в несколько раз больше, чем отраженной от поверхности46

почвы, что обусловливает высокую освещенность над снегом, ко­торая может вызвать временною потерю зрения (снежная еле-пота).

Источник

Отраженная и поглощенная радиация. Альбедо земной поверхности и Земли в целом

Суммарная солнечная радиация, приходя­щая на земную поверхность, частично от нее отражается и теряется ею — это отражен­ная радиация (R_k), она составляет около 3 % от всей солнечной радиации. Оставшаяся ра­диация поглощается верхним слоем почвы или воды и называется поглощенной радиацией (47 %). Она служит источником энергии всех движений и процессов в атмосфере. Величи­на отражения и соответственно поглощения солнечной радиации зависит от отражательной способности поверхности, или альбедо. Аль­бедо поверхности — это отношение отра­женной радиации к суммарной радиации, вы­раженное в долях от единицы или в процен­тах: А=R_k/Q∙100 %.Отраженная радиация выражается формулой R_k=Q∙A, оставшаяся поглощенная —Q–R_k или (Q·(1–А), где 1– А – коэффициент поглощения, причем А рассчитывается в долях от единицы.

Альбедо земной поверхности зависит от ее свойств и состояния (цвета, влажности, ше­роховатости и т. д.) и изменяется в больших пределах, особенно в умеренных и субполяр­ных широтах в связи со сменой сезонов года. Наиболее высокое альбедо у свежевыпавше­го снега — 80—90 %, у сухого светлого пес­ка — 40 %, у растительности — 10—25 %, у влажного чернозема — 5 %. В полярных об­ластях высокое альбедо снега сводит на нет преимущество больших величин суммарной ра­диации, получаемых в летнее полугодие. Аль­бедо водных поверхностей в среднем меньше, чем суши, так как в воде лучи глубже прони­кают в верхние слои, чем в почвогрунтах, рас­сеиваются там и поглощаются. При этом на альбедо воды большое влияние оказывает угол падения солнечных лучей: чем он меньше, тем больше отражательная способность. При от­весном падении лучей альбедо воды составля-

ет 2— 5 %, при малых углах — до 70 %. В целом альбедо поверхности Мирового оке­ана составляет менее 20 %, так что вода по­глощает до 80 % суммарной солнечной ради­ации, являясь мощным аккумулятором тепла на Земле.

Интересно также распределение альбедо на различных широтах земного шара и в разные сезоны.

Альбедо в целом увеличивается от низких широт к высоким, что связано с возрастаю­щей облачностью над ними, снежной и ледя­ной поверхностью полярных областей и умень­шением угла падения солнечных лучей. При этом видны локальный максимум альбедо в экваториальных широтах вследствие большой

облачности и минимумы в тропических широ­тах с их минимальной облачностью.

Сезонные вариации альбедо в северном (материковом) полушарии значительнее, не­жели в южном, что обусловлено более ост­рой реакцией его на сезонные изменения при­роды. Это особенно заметно в умеренных и субполярных широтах, где летом альбедо по­нижено из-за зеленой растительности, а зи­мой повышено за счет снежного покрова.

Планетарное альбедо Земли — отношение уходящей в Космос «неиспользованной» ко­ротковолновой радиации (всей отраженной и части рассеянной) к общему количеству сол­нечной радиации, поступающей на Землю. Оно оценивается в 30 %.

Источник

Если не указана конкретная длина волны (спектральное альбедо), альбедо относится ко всему спектру солнечного излучения. Из-за ограничений измерения его часто дают для спектра, в котором большая часть солнечной энергии достигает поверхности (от 0,3 до 3 мкм). Этот спектр включает видимый свет (0,4–0,7 мкм), что объясняет, почему поверхности с низким альбедо кажутся темными (например, деревья поглощают большую часть излучения), тогда как поверхности с высоким альбедо выглядят яркими (например, снег отражает большую часть излучения).

СОДЕРЖАНИЕ

Земное альбедо

Пример альбедо

Поверхность	Типичное альбедо
Свежий асфальт	0,04
Открытый океан	0,06
Изношенный асфальт	0,12
Хвойный лес (Лето)	0,08 от 0,09 до 0,15
Лиственный лес	От 0,15 до 0,18
Голая почва	0,17
Зеленая трава	0,25
Песок пустыни	0,40
Новый бетон	0,55
Лед океана	От 0,50 до 0,70
Свежий снег	0,80

Альбедо белого, черного и голубого неба

Для поверхности суши было показано, что альбедо при определенном зенитном угле Солнца θ _i может быть аппроксимировано пропорциональной суммой двух членов:

Эта формула важна, потому что она позволяет рассчитать альбедо для любых заданных условий освещения на основе знания внутренних свойств поверхности.

Астрономическое альбедо

Планета	Геометрический	Связь
Меркурий	0,142	0,088 или 0,068
Венера	0,689	0,76 или 0,77
Земля	0,434	0,306
Марс	0,170	0,250
Юпитер	0,538	0,503 ± 0,012
Сатурн	0,499	0,342
Уран	0,488	0,300
Нептун	0,442	0,290

Примеры эффектов земного альбедо

Освещение

Альбедо не зависит напрямую от освещения, потому что изменение количества входящего света пропорционально изменяет количество отраженного света, за исключением обстоятельств, когда изменение освещения вызывает изменение поверхности Земли в этом месте (например, из-за таяния отражающего льда). При этом альбедо и освещенность зависят от широты. Альбедо является самым высоким у полюсов и самым низким в субтропиках, с локальным максимумом в тропиках.

Эффекты инсоляции

Климат и погода

Альбедо – температурная обратная связь

Альбедо снега сильно варьируется: от 0,9 для свежевыпавшего снега до 0,4 для тающего снега и до 0,2 для грязного снега. Над Антарктидой альбедо снега в среднем немногим более 0,8. Если слегка покрытая снегом область нагревается, снег имеет тенденцию таять, снижая альбедо и, следовательно, приводя к большему таянию снега, потому что снежный покров поглощает больше радиации ( положительная обратная связь альбедо льда ).

Динамический характер альбедо в ответ на положительную обратную связь вместе с эффектами небольших ошибок в измерении альбедо может привести к большим ошибкам в оценках энергии. По этой причине, чтобы уменьшить погрешность оценок энергии, важно измерять альбедо заснеженных территорий с помощью методов дистанционного зондирования, а не применять одно значение альбедо для широких регионов.

Мелкомасштабные эффекты

Альбедо работает и в меньшем масштабе. На солнечном свете темная одежда поглощает больше тепла, а светлая одежда лучше отражает его, что позволяет в некоторой степени контролировать температуру тела, используя эффект альбедо цвета внешней одежды.

Солнечные фотоэлектрические эффекты

Деревья

В сезонно заснеженных зонах зимнее альбедо безлесных участков на 10–50% выше, чем прилегающих лесных участков, поскольку снег не так легко покрывает деревья. Лиственные деревья имеют значение альбедо от 0,15 до 0,18, тогда как хвойные деревья имеют значение от 0,09 до 0,15. Различия в летнем альбедо в обоих типах леса связаны с максимальной скоростью фотосинтеза, поскольку растения с высокой способностью к росту демонстрируют большую часть своей листвы для прямого перехвата поступающей радиации в верхнем пологе. В результате световые волны с длиной волны, не используемые в фотосинтезе, с большей вероятностью будут отражаться обратно в космос, а не поглощаться другими поверхностями ниже в пологе.

Хотя отражательная способность воды очень низкая при низких и средних углах падающего света, она становится очень высокой при больших углах падающего света, например, на освещенной стороне Земли рядом с терминатором (рано утром, поздно вечером и вблизи от источника света). полюса). Однако, как упоминалось выше, волнистость вызывает заметное уменьшение. Поскольку свет, зеркально отраженный от воды, обычно не достигает зрителя, считается, что вода имеет очень низкое альбедо, несмотря на ее высокую отражательную способность при больших углах падающего света.

Обратите внимание, что белые шапки на волнах выглядят белыми (и имеют высокое альбедо), потому что вода вспенивается, поэтому есть много наложенных поверхностей пузырьков, которые отражаются, суммируя их отражательную способность. Свежий «черный» лед демонстрирует отражение Френеля. Снежный покров на этом морском льду увеличивает альбедо до 0,9.

Облака

Альбедо облаков оказывает существенное влияние на температуру атмосферы. Различные типы облаков обладают разной отражательной способностью, теоретически в диапазоне альбедо от минимального значения около 0 до максимального, приближающегося к 0,8. «В любой день около половины Земли покрыто облаками, которые отражают больше солнечного света, чем земля и вода. Облака охлаждают Землю, отражая солнечный свет, но они также могут служить в качестве одеял, удерживающих тепло».

На Альбедо и климат в некоторых районах влияют искусственные облака, например, создаваемые инверсионными следами интенсивного движения коммерческих авиалайнеров. Исследование, проведенное после сожжения кувейтских нефтяных месторождений во время иракской оккупации, показало, что температуры под горящими нефтяными пожарами были на 10 ° C (18 ° F) ниже, чем температуры в нескольких милях при ясном небе.

Эффекты аэрозоля

Аэрозоли (очень мелкие частицы / капли в атмосфере) оказывают как прямое, так и косвенное воздействие на радиационный баланс Земли. Прямой (альбедо) эффект обычно заключается в охлаждении планеты; косвенный эффект (частицы действуют как ядра конденсации облаков и тем самым изменяют свойства облаков) менее очевиден. Согласно Spracklen et al. эффекты следующие:

Черный углерод

Деятельность человека

Деятельность человека (например, вырубка лесов, сельское хозяйство и урбанизация) изменяет альбедо различных областей по всему миру. Однако количественная оценка этого воздействия в глобальном масштабе затруднительна, необходимы дальнейшие исследования для определения антропогенного воздействия.

Другие типы альбедо

Альбедо однократного рассеяния используется для определения рассеяния электромагнитных волн на мелких частицах. Это зависит от свойств материала ( показателя преломления ); размер частицы или частиц; и длину волны входящего излучения.

Источник

Альбедо Земли

Одним из факторов, влияющих на регулирование температуры на глобальном уровне, является альбедо земли. Он известен как эффект альбедо, и это параметр, который сильно влияет на температуру и, следовательно, влияет на изменение климата. Вы должны очень хорошо знать влияние альбедо, чтобы делать выводы и разрабатывать планы, которые помогут уменьшить влияние альбедо. Глобальное потепление.

В этой статье мы собираемся объяснить, что такое альбедо Земли и как оно колеблется и меняет глобальную температуру. Как это явление влияет на изменение климата?

Какое альбедо у Земли?

Ведь совокупность всех поверхностей планеты и их коэффициенты поглощения и отражения солнечных лучей составляют альбедо Земли. В зависимости от преобладающего цвета или различных типов поверхности нашей планеты, мы будем поглощать больше или меньше падающего солнечного излучения. Этот факт оказывает большое влияние на изменение климата. как мы увидим в этой статье.

Альбедо и изменение климата

Наверняка вам интересно, какое отношение этот эффект имеет к изменению климата и глобальному потеплению. Что ж, альбедо Земли оказывает огромное влияние в дополнение ко всем парниковым газам и увеличению их концентрации в атмосфере. Полюса Земли имеют очень выраженный эффект альбедо, поскольку поверхность полностью белая из-за наличия полярных шапок. Это означает, что большая часть солнечного излучения, попадающего на поверхность полюсов, отражается обратно, а не сохраняется в виде тепла.

С другой стороны, поверхности с более темным оттенком, такие как моря, океаны и даже леса, мы обнаруживаем более высокую степень поглощения. Это потому, что моря темного цвета, как верхушки деревьев. Чем меньше отражается солнечное излучение, тем выше скорость его поглощения.

Связь между альбедо Земли и изменением климата заключается в том, что с неизбежным таянием полярных ледяных шапок количество солнечных лучей, возвращаемых в космическое пространство, уменьшается. Тающая часть меняет свой цвет со светлого на темный, поэтому будет поглощено больше тепла, а температура земли еще больше повысится. Это похоже на путассу, кусающую свой хвост.

Мы повышаем мировую температуру из-за увеличения количества парниковых газов, которые сохраняют тепло в атмосфере, и, следовательно, тают полярные шапки, что, в свою очередь, способствует охлаждающему эффекту благодаря отражению солнечных лучей. что упало на его поверхность.

Леса считаются демонами

Что ж, даже если это так, мы должны помнить, что леса содержат миллионы видов растений, которые фотосинтез, и это очистит нашу атмосферу, уменьшая концентрацию парниковых газов, которые мы выбрасываем в атмосферу. Люди не могут в конечном итоге демонизировать эти леса, просто искажая информацию, которую они не смогли обработать или которую они неправильно поняли.

Кроме того, есть многочисленные исследования, подтверждающие влияние больших массивов леса при наличии дождевых осадков. Чем больше лесных массивов, тем больше выпадает количество осадков, которые имеют решающее значение для глобальной засухи, вызванной изменением климата. Хотя глупо упоминать об этом, все меры предосторожности незначительны, но деревья также снабжают нас кислородом, которым мы дышим и без которого мы не можем жить.

Решение проблемы

Если мы посадим и увеличим площадь лесов, мы также еще больше снизим концентрацию парниковых газов в атмосфере.

Надеюсь, изменение климата не будет продолжаться, и люди не будут продолжать демонизировать леса по этой причине.

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Источник

Усвоение радиации земной поверхностью. Альбедо. Альбедо различных поверхностей Как регулировать альбедо естественных поверхностей

Интересно в какой последовательности выстраиваются планеты Солнечной системы с точки зрения их альбедо?

Рассмотрим полученные последовательности планет:

Если попытаться использовать альбедо для понимания природы добра и зла в целом, то получится, что быть покалеченным, испытывать горе, лишения и потери (Марс и Сатурн), все же лучше, чем подавать минимальные признаки жизни. Мне кажется, что такое понимание зла в астрологии найдет себе применение.

Руслан Суси, 18.10.2011

Смотреть что такое «АЛЬБЕДО» в других словарях:

Планет и некоторых карликовых планет солнечной системы Планета Геометрическое альбедо Сферическое альбедо Меркурий 0,106 0,119 Венера 0,65 0,76 Земля 0,367 0,39 Марс 0,15 0,16 Юпитер 0,52 0,343 Сатурн 0,47 0,342 Уран 0,51 0,3 … Википедия

АЛЬБЕДО, доля света либо другого излучения, отраженная от какой либо поверхности. У идеального отражателя альбедо равняется 1, у реальных это число меньше. Альбедо снега лежит в пределах от 0,45 до 0,90; альбедо Земли, с искусственных спутников,… … Научно-технический энциклопедический словарь

— (араб.). Термин в фотометрии, показывающий, какую часть световых лучей данная поверхность отражает. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. альбедо (лат. albus светлый) величина, характеризующая… … Словарь иностранных слов русского языка

— (от позднелат. albedo белизна) величина, характеризующая способность поверхности отражать падающий на нее поток электромагнитного излучения или частиц. Альбедо равно отношению отраженного потока к падающему. В астрономии важная характеристика… … Большой Энциклопедический словарь

— (от позднелат. albedo белизна), величина, характеризующая способность поверхности к. л. тела отражать (рассеивать) падающее на неё излучение. Различают истинное, или ламбертово, А., совпадающее с коэфф. диффузного (рассеянного) отражения, и… … Физическая энциклопедия

Сущ., кол во синонимов: 1 характеристика (9) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Величина, характеризующая отражательную способность любой поверхности; выражается отношением радиации, отражаемой поверхностью, к солнечной радиации, поступившей на поверхность (у чернозема 0,15; песка 0,3 0,4; среднее А. Земли 0,39; Луны 0,07)… … Словарь бизнес-терминов

Книги

Поверхность	Характеристика	Альбедо, %
Почвы
чернозем	сухой, ровная поверхность свежевспаханный, влажный
суглинистая	сухая влажная
песчаная	желтоватая белесая речной песок	34 – 40
Растительный покров
рожь, пшеница в период полной спелости	22 – 25
пойменный луг с сочной зеленой травой	21 – 25
трава сухая
лес	еловый	9 – 12
сосновый	13 – 15
березовый	14 – 17
Снежный покров
снег	сухой свежевыпавший влажный чистый мелкозернистый влажный пропитан водой, серый	85 – 95 55 – 63 40 – 60 29 – 48
лед	речной голубовато-зелёный	35 – 40
морской молочно-голубой цв.
Водная поверхность
при высоте Солнца 0,1° 0,5° 10° 20° 30° 40° 50° 60-90°	89,6 58,6 35,0 13,6 6,2 3,5 2,5 2,2 – 2,1

Преобладающая часть прямой радиации, отраженной земной по­верхностью и верхней поверхностью облаков, уходит за пределы атмосферы в мировое пространство. Также уходит в мировое пространство около одной трети рассеянной радиации. Отношение всей уходящей в космос отраженной и рассеянной солнечной радиации к общему количеству солнечной радиации, поступающему в атмосферу, носит название планетарного аль­бедо Земли. Планетарное альбедо Земли оценивается в 35 – 40 %. Основную его часть составляет отражение солнечной радиации облаками.

Зависимость величины К н от широты места и времени года

Широта	Месяцы
III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X
0.77	0.76	0.75	0.75	0.75	0.76	0.76	0.78
0.77	0.76	0.76	0.75	0.75	0.76	0.76	0.78
0.77	0.76	0.76	0.75	0.75	0.76	0.77	0.79
0.78	0.76	0.76	0.76	0.76	0.76	0.77	0.79
0.78	0.76	0.76	0.76	0.76	0.76	0.77	0.79
0.78	0.77	0.76	0.76	0.76	0.77	0.78	0.80
0.79	0.77	0.76	0.76	0.76	0.77	0.78	0.80
0.79	0.77	0.77	0.76	0.76	0.77	0.78	0.81
0.80	0.77	0.77	0.76	0.76	0.77	0.79	0.82
0.80	0.78	0.77	0.77	0.77	0.78	0.79	0.83
0.81	0.78	0.77	0.77	0.77	0.78	0.80	0.83
0.82	0.78	0.78	0.77	0.77	0.78	0.80	0.84
0.82	0.79	0.78	0.77	0.77	0.78	0.81	0.85
0.83	0.79	0.78	0.77	0.77	0.79	0.82	0.86

Зависимость величины К в+с от широты места и времени года

Источник