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Albedo

Astronomie

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Definition｜ Versuche｜ Der Lupen-Albedo-Versuch｜ Daisy-World｜ Zahlenwerte｜ Oberflächen｜ Himmelskörper｜ Klimawandel｜ Stadtklima｜ Fußnoten


Definition


Die Albedo gibt für beleuchtete Körper[2], wie groß der Anteil des zurück geworfenen Lichts an der Gesamtmenge des eingestrahlten Lichts ist.[4] Man gibt die Albedo aber nur für Körper an, die nicht spiegeln[3][7], das Licht also diffus in viele verschiedene Richtungen zurückwerfen[2][5][7]. Je größer die Albedo, desto heller erscheint ein Körper.[4][5][7] Dabei haben verschiedene Farben normalerweise auch eine zueinander unterschiedliche Albedo.[4] Der Effekt spielt eine wichtige Rolle für die Klimaanpassung von Städten[8] sowie die Erwärmung der Erde[9]. Ein einfacher Versuch zeigt, wie extrem stark der Effekt sein kann.

Versuche


Der Lupen-Albedo-Versuch


Mit einem sehr einfachen Versuch kann man die beeindruckende starke Wirkung des Albedo-Effektes selbst erfahren. Pfadfinder und Prepper wissen wahrscheinlich, wie man mit einer billigen Lupe, auch Brennglas genannt, aus Sonnenlicht ein Feuer entfachen kann: man hält die Lupe so in die scheinende Sonne, dass das ganze Licht in einem möglichst kleinen Punkt, etwa auf Holz, gebündet wird. Dabei ist die Heizleistung auf einen Quadratmillimeter der so bestrahlten Flächen deutlich größer als bei einer voll aufgedrehten Herdplatte. Bei einer stark scheinen Sonne fängt Holz sofort an zu verkohlen. Es wird schwarz und es qualmt sehr schnell, weiße Flächen hingegen zeigten sich unbeeindruckt.



An einem heißen Tag konnte man mit eine Lupe Holz leicht verkohlen. Mit weißen Joghurtbechern oder weißem Styrodur gelang der Trick aber überhaupt nicht. Egal wie stark das Brennglas auf die weiße Fläche schien, sie zeigte keinerlei Veränderung. Das änderte sich sofort, wenn man sie mit einem schwarzen Filzstift betupfte oder etwa dunkle Erde darauf träufelte.

Der Versuch zeigt eindrucksvoll, wie stark der Albedo-Effekt ist. Man kann sich leicht vorstellen, welch großen Effekt die Änderung der Albedo auf die Aufheizung von Häusern haben kann. Siehe auch Lupen-Albedo-Versuch ↗

Daisy-World


In einer Computersimulation wurde gezeigt, dass ein fiktiver Planet mit einer fiktiven Population aus Gänseblümchen (Daisys) über die Veränderung des Planetenalbedos seine Oberflächentemperatur in einem engen Band stabilisieren kann. Mehr unter Daisyworld ↗

Zahlenwerte


Die Angaben sind in Prozent. 70 %, etwa für Papier, entspricht einem Anteil von 0,7.

Oberflächen



Himmelskörper



Klimawandel


  • Rund um den Nord- und Südpol gibt es auf der Erde groß Eisflächen.
  • Wie Schnee hat auch Eis eine vergleichsweise hohe Albedo.
  • Die Polargebiete werfen also viel einfallendes Licht in den Weltraum zurück.
  • Taut das Eis ab, liegen irgendwann das Meerwasser oder Landmassen frei.
  • Meerwasser und Landmassen haben eine geringe Albedo, sie schlucken viel Licht.
  • Das geschluckte Licht aber erwärmt dann den Untergrund weiter.
  • So entsteht eine Art Teufelskreis, auch positive Rückkopplung genannt.
  • Je weniger Eis es gibt, desto mehr Wärme wird von der Erde geschluckt.
  • Und je mehr Wärme geschluckt wird, desto stärker taut das Eis ab.
  • Eine Idee war es, Meeresschaum künstlich zu erzeugen oder zu erhalten.[10]

Stadtklima


Die Albedo von verschiedenen Oberflächen wird inzwischen bewusst auch dazu genutzt, Städte zu kühlen, etwa in Los Angeles oder Phonix in den USA.[8] Man denke auch an die weiß getünchten Häuser auf vielen griechischen Inseln. Die weißen Häuser mit ihrer hohen Albedo werfen das Sonnenlicht zurück, sodass es nicht in die Innenräume gelangt und die Häuser innen kühl hält.

Aber die einfache Formel dass viel Albedo Städte automatisch abkühlt ist zu einfach gedacht. Macht man zum Beispiel Straßen heller, dann erwärmt sich die Straße selbst weniger stark als eine dunkle Straße. Aber die zurückgestrahlte Energie kann die Luft darüber aufheizen.[8] Und auch der Gedanke, dass eine niedrige Albedo, etwa von Bäumen oder von Wasser, eine bebautes Gebiet weiter aufheizt ist auch nicht zwingend richtig. Denn verdunstendes Wasser kühlt. Auf diesem Effekt beruht die Strategie menschlicher Körper sich über Schwitzen abzukühlen. Wenn Bäume und Wasserflächen also Wasser verdunsten, dann können sie im Endeffekt eine Stadt deutlich stärker abkühlen, als trockene Flächen mit hoher Albedo. Eine kluge Gestaltung von Flächen in Städten kann das Stadtklima in jedem stark verbessern[8] und ist eine einfache Maßnahme für eine sogenannte Klimaanpassung ↗

Fußnoten


  • [1] 1857, "die Weiße (Albedo) der Planeten, d. h. ihre Fähigkeit, das Sonnenlicht zurückzuwerfen". In: der Artikel "Erleuchtung". Pierer's Universal-Lexikon, Band 5. Altenburg 1858, S. 857-858. Online: http://www.zeno.org/nid/20009876677
  • [2] 1905, Definition und Zahlenwerte: "Albēdo (lat., »die Weiße«), nach Lambert das Verhältnis der von einem beleuchteten Körper nach allen Richtungen diffus ausgestrahlten Lichtmenge zu der auffallenden Lichtmenge. Nach Zöllner ist die A. des weißen Papiers 0,7, d.h. weißes Papier wirft 0,7 der auffallenden Lichtstrahlen zurück; bei frisch gefallenem Schnee ist die A. 0,78, bei weißem Sandstein 0,24, bei feuchter Ackererde 0,08. Müller gibt für den Mond 0,17, Merkur 0,19, Venus 1,00, Mars 0,29, Jupiter 0,82, Saturn 0,96, Uranus 0,80, Neptun 0,69 als Wert der A. an. Vgl. G. Müller, Photometrie der Gestirne (Leipz. 1897)." In: der Artikel "Albedo". Meyers Großes Konversations-Lexikon, Band 1. Leipzig 1905, S. 263-264. Online: http://www.zeno.org/nid/20006207391
  • [3] 1911, nicht spiegelnd: "Albēdo (lat., »die Weiße«), in der Photometrie das Verhältnis der von einem rauhen, nicht spiegelnden Flächenstück zurückgeworfenen zu der von ihm empfangenen Lichtmenge. In der Astronomie wird der Ausdruck A. für die Helligkeit der Planeten gebraucht." In: der Artikel "Albedo". Brockhaus' Kleines Konversations-Lexikon, fünfte Auflage, Band 1. Leipzig 1911., S. 33. Online: http://www.zeno.org/nid/20000893005
  • [4] 1914, Definition und Rolle der Farben: "Das Verhältnis der absorbierten zur aufgestrahlten Lichtmenge wird als Absorptionskoeffizient, das Verhältnis der reflektierten zur aufgestrahlten Lichtmenge als Albedo für die betreffende Farbe bezeichnet." Und zur Rolle der Farben bei der Albedo: "Die Farbe, die ein Körper im reflektierten Lichte zeigt, ist die Mischung der an der körperlichen Oberfläche reflektierten Teile der verschiedenen Lichtsorten oder Farben. Erscheint ein Körper beispielsweise rot, so ist damit nicht gesagt, daß er nur rotes Licht reflektiert, sondern nur, daß in der Summe der reflektierten Lichtarten das rote Licht überwiegt, daß also die Albedo für rotes Licht bedeutend größer als für grünes und blaues ist. Als weiß oder grau – je nach der Größe der Albedo – bezeichnen wir den Körper, wenn die Albedo für alle Farben dieselbe, also von der Wellenlänge des Lichts unabhängig ist. – Der vollständigen Weiße würde für alle Farben die Albedo 1, der absoluten Schwärze für alle Farben die Albedo 0 entsprechen". In: der Artikel "Absorption des Lichts". Lueger, Otto: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 9 Stuttgart, Leipzig 1914., S. 3-4. Online: http://www.zeno.org/nid/20006152856
  • [5] Definition über Halbraum, auch planetar: "Albedo, [von lat. weiße Farbe], Maß für die von Oberflächen reflektierte Strahlung. In der Meteorologie das Verhältnis des von der Oberfläche in den Halbraum reflektierten Strahlungsflusses zu dem aus dem Halbraum auf die Oberfläche einfallenden Strahlungsfluß, ausgedrückt in Prozent." Und: "Je dunkler eine Oberfläche im sichtbaren Spektralbereich ist, desto kleiner ist ihre entsprechende Albedo ". Sowie: "Als planetare Albedo wird die Albedo des Gesamtsystems Erde/Atmosphäre bezeichnet. Sie beträgt im Mittel etwa 30%." In: der Artikel "Albedo". Spektrum Lexikon der Geowissenschaften. Abgerufen am 3. Juli 2025. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/albedo/442
  • [6] Nicht leuchtend, nicht spiegelnd: "Albedo [von lat. albus=weiß], Reflexionsvermögen, beschreibt den prozentualen Anteil an diffus reflektierter Strahlung beim Auftreffen auf eine nicht selbst leuchtende und nicht spiegelnde Fläche." In: der Artikel "Albedo". Spektrum Lexikon der Geographie. Abgerufen am 3. Juli 2025. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/geographie/albedo/241
  • [7] Diffus, nicht spiegelnd: Rückstrahlvermögen diffus reflektierender (aber nicht spiegelnder) Oberflächen, angegeben als Verhältnis von reflektierter zu einfallender kurzwelliger Strahlung. Eine Oberfläche mit einer Albedo von 0,3 z. B. reflektiert 30 % der einfallenden Strahlung und absorbiert 70 %. Je heller die Oberfläche, desto größer ist ihre Albedo." In: der Artikel "Albedo". Glossar des Deutschen Wetterdienstes. Abgerufen am 3. Juli 2025. Online: https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html
  • [8] Albedo und Klimaanpassung – Helle Flächen und Stadtklima. Bau-Index Newsletter. FORUM VERLAG HERKERT GMBH aus Merching. Abgerufen am 3. Juli 2025.
  • [9] President’s Science Advisory Committee (Herausgeber): Restoring the Quality of Our Environment. Report of the Environmental Pollution Panel. Washington, DC. 1965. Seite 9 und die Seiten 111–131.
  • [10] Meeresschaum soll künstlich vermehrt werden, um so mehr Sonnenlicht in den Weltraum zurück zu reflektieren. Durch die Erhöhung der Rückstrahlkraft, der sogenannten Albedo, könnte man so im Sinne eines Geoengineering der Erwärmung der Erde entgegen wirken. "Schaumkronen auf Wellenbergen bei windigem Wetter und die weiße Gischt der Brandungswellen sind heller und reflektieren dadurch mehr Sonnenlicht als eine ruhige und damit dunklere Wasseroberfläche. Die Idee dieses SolarGeoengineering-Vorhabens ist daher, die Lebensdauer der Schaumbläschen von Minuten auf Tage zu verlängern und künstlichen Schaum auf der Wasseroberfläche zu verteilen." Man könnte durch Rüttler auf Schiffen künstlich Schaum erzeugen oder durch Zugabe von Chemikalien den Schaum langlebiger machen. Beide Vorschläge werden vorgestellt und disktuiert in: Mikrobläschen/Meeresschaum. Geoengineering Technologie‑Briefing. Analysen rund ums Thema Geoengineering. Aktualisiert Januar 2021. Siehe auch Meeresschaum ↗