Albedo
Mittlere Albedowerte im Sonnensystem [1]
Himmelskörper Geometrische
Albedo
Sphärische
Albedo
Merkur 0,106 0,119
Venus 0,65 0,75
Erde 0,367 0,306
Mars 0,15 0,25
Jupiter 0,52 0,343
Saturn 0,47 0,342
Uranus 0,51 0,3
Neptun 0,41 0,29
Pluto 0,6 0,5
Erdmond 0,12 0,11
Albedowerte verschiedener Oberflächen
Material Albedo
Frischer Schnee 0,80–0,90
Alter Schnee 0,45–0,90
Wolken 0,60–0,90
Wüste 0,30
Savanne 0,20–0,25
Felder (unbestellt) 0,26
Rasen 0,18–0,23
Wald 0,05–0,18
Asphalt 0,15
Wasserfläche
(Neigungswinkel > 45°)
0,05
Wasserfläche
(Neigungswinkel > 30°)
0,08
Wasserfläche
(Neigungswinkel > 20°)
0,12
Wasserfläche
(Neigungswinkel > 10°)
0,22
Halleyscher Komet 0,03[2]
Der Saturnmond Iapetus hat mit einer Albedo von 0,03 bis 0,5 den größten Helligkeitskontrast von allen Körpern im Sonnensystem.

Die Albedo (lateinisch albedo = „Weißheit“; v. lat. albus = „weiß“) ist ein Maß für das Rückstrahlvermögen von diffus reflektierenden, also nicht selbst leuchtenden Oberflächen. Sie wird bestimmt durch den Quotienten aus reflektierter zu einfallender Lichtmenge und liegt zwischen 0 und 1. Ein Rückstrahlvermögen von Null entspricht einer vollständigen Absorption und von Eins einer vollständigen Reflexion des einfallenden Lichts.

Die Albedo ist vor allem in der Meteorologie von Bedeutung, wo sie Aussagen darüber ermöglicht, wie stark sich Luft über verschiedenen Oberflächen erwärmt. Die Eis-Albedo-Rückkopplung ist in der Klimatologie ein wesentlicher, den Strahlungsantrieb und damit die Strahlungsbilanz der Erde beeinflussender Faktor, welche relevant für den Erhalt des Weltklimas ist.

Die Albedo findet auch in der 3D-Computergrafik Anwendung, wo sie als Maß für die diffuse Streukraft verschiedener Materialien zur Simulation der Volumenstreuung dient. Auch in der Astronomie spielt die Albedo eine wichtige Rolle, da sie mit den grundlegenden Parametern von Himmelskörpern (z. B. der Oberflächentemperatur eines Planeten) zusammenhängt.

Inhaltsverzeichnis

Albedoarten

Es werden verschiedene Arten der Albedo unterschieden:

  • Die sphärische Albedo (auch planetarische Albedo und Bondsche Albedo genannt) ist das Verhältnis des von einer Kugeloberfläche in alle Richtungen reflektierten Lichts zu der auf den Kugelquerschnitt einfallenden Strahlung. Bei der planetarischen Albedo gilt als Oberfläche der obere Rand der Atmosphäre.
  • Die geometrische Albedo ist das Verhältnis des von einer vollen bestrahlten Fläche zum Beobachter gelangenden Strahlungsstroms zu dem, der von einer diffus reflektierenden, absolut weißen Scheibe (ein sogenannter Lambertstrahler) gleicher Größe bei senkrechtem Lichteinfall zum Beobachter gelangen würde.

Das Verhältnis zwischen sphärischer Albedo und geometrischer Albedo ist das sogenannte Phasenintegral (siehe Phase), das die winkelabhängige Reflektivität jedes Flächenelements berücksichtigt.[3]

Messung

Die Messung der Albedo erfolgt über Albedometer und wird in Prozent angegeben. In der Astronomie können aufgrund der großen Entfernungen keine Albedometer eingesetzt werden. Die geometrische Albedo kann hier aber aus der scheinbaren Helligkeit und dem Radius des Himmelskörpers und den Entfernungen zwischen Erde, Objekt und Sonne berechnet werden. Um die sphärische Albedo zu bestimmen, muss auch das Phasenintegral (und somit die Phasenfunktion) bekannt sein. Diese ist allerdings nur für diejenigen Himmelskörper vollständig bekannt, die sich innerhalb der Erdbahn bewegen (Merkur, Venus). Für die oberen Planeten kann die Phasenfunktion nur teilweise bestimmt werden, wodurch auch die Werte für ihre sphärische Albedo nicht exakt bekannt sind.

Einflüsse

Prozent des reflektierten Sonnenlichtes in Abhängigkeit von unterschiedlichen Erdoberflächenbeschaffenheiten

Die Oberflächenbeschaffenheit eines Himmelskörpers bestimmt seine Albedo. Der Vergleich mit den Albedowerten irdischer Substanzen ermöglicht es also Rückschlüsse auf die Beschaffenheit anderer planetarer Oberflächen zu ziehen. Gemäß der Definition der sphärischen Albedo ist die Voraussetzung von parallel einfallendem Licht wegen der großen Entfernungen der reflektierenden Himmelskörper von der Sonne als Lichtquelle sehr gut gegeben. Die stets geschlossene Wolkendecke der Venus strahlt viel mehr Licht zurück als die basaltartigen Oberflächenteile des Mondes. Die Venus besitzt daher mit einer mittleren sphärischen Albedo von 0,76 ein sehr hohes, der Mond mit durchschnittlich 0,12 ein sehr geringes Rückstrahlvermögen. Die Erde hat eine mittlere sphärische Albedo von 0,3[4]. Der höchste bisher gemessene Wert fällt mit 0,99 auf den Saturnmond Enceladus und der niedrigste Mittelwert wurde mit nur 0,03 am Kometen Borrelly festgestellt.

Glatte Oberflächen wie Wasser, Sand, Schnee haben einen relativ hohen Anteil spiegelnder Reflexion, ihre Albedo ist deshalb stark abhängig vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlung (siehe Tabelle).

Die Albedo ist außerdem abhängig von der Wellenlänge des Lichts, das untersucht wird, weswegen bei der Angabe der Albedowerte immer der entsprechende Wellenlängenbereich angegeben werden sollte.

Literatur

  • Joachim Gürtler und Johannes Dorschner: Das Sonnensystem, Barth, 1993, ISBN 3-335-00281-4
  • J.Bennett, M.Donahue, N.Schneider, M.Voith: Astronomie, Hsg.Harald Lesch, 5.Auflage (1170 S.), Pearson-Studienverlag, München-Boston-Harlow-Sydney-Madrid 2010
  • H.Zimmermann, A.Weigert: Lexikon der Astronomie, Spektrum Akadem.Verlag, Heidelberg-Berlin

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Albedo – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. NASA: Lunar and Planetary Science; siehe Fact Sheets
  2. Bill Arnett, Michael Wapp: Der Halleysche Komet. In: Die Neun Planeten. Abgerufen am 4. Januar 2010.
  3. Phase Integral - from Eric Weisstein's World of Physics
  4. Goode, P. R., et al. (2001): "Earthshine Observations of the Earth’s Reflectance" in Geophysical Research Letters, vol.28, no.9, pp.1671–1674

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