Albedo Effect - What is it actually?

Was versteht man unter dem Albedo Effekt – und was genau ist überhaupt die Albedo? Möglicherweise hast du diese Begriffe bis vor kurzem noch nie gehört. Den Effekt selbst kennst du aber garantiert. Er tritt zum Beispiel auf, wenn du ein dunkles, schwarzes T-Shirt trägst und spürst, dass es sich in der Sonne deutlich schneller erwärmt, als sein helles, weißes Pendant.

Die Ursache ist schnell erklärt: helle Oberflächen reflektieren große Teile der Sonnenstrahlen, während dunkle Oberflächen sie absorbieren. Die Albedo beschreibt dabei das genaue Verhältnis des Lichts, das ein Objekt reflektiert – und spielt besonders im Kampf gegen den climate change a major role.

In diesem Artikel möchte ich dir alles Wissenswerte rund um das Reflexionsvermögen der Erde mit an die Hand geben. Von der Definition, über den Zusammenhang mit dem Welt- und Stadtklima, erläuternde Beispiele und Möglichkeiten, es selbst positiv zu nutzen und zu beeinflussen. Auf geht's!

You can find a brief overview of the article here:

1. Definition
2. climate change
3. Urban climate
4. Examples
5. What to do?
6. Closing words

What is the albedo?

The albedo is understood to be a Maß für das Rückstrahlungsvermögen von nicht selbst leuchtenden Oberflächen. Wissenschaftler bewerten die Albedo einer Oberfläche auf einer Skala von 0 (keine bzw. geringe Reflexion) bis 1 (große oder totale Reflexion). Kurz gesagt: Je mehr Sonnenstrahlen eine Fläche reflektieren kann, desto höher ist ihre Albedo – und die Menge an Licht, die von ihr zurückgestrahlt wird.

Wie groß diese Menge ist, hängt schlussendlich von der Wellenlänge and the Angle of incidence of the rays, but above all from the Texture and color der Oberfläche ab. Helle Oberflächen reflektieren beispielsweise mehr Sonnenstrahlen als dunkle Oberflächen.₁

Albedo in einfachen Worten erklärt:

Einfallende Sonnenstrahlen, die auf eine Oberfläche treffen, haben zwei Möglichkeiten. Sie können absorbiert oder reflektiert werden. Der Albedo-Effekt spiegelt schlussendlich das Verhältnis von rückgestrahltem zu einfallendem Licht wieder und gibt vereinfacht gesagt an, wie gut eine Fläche die Sonnenstrahlen reflektiert.

Examples:

Schwarze Eisbärenhaut als Beispiel für eine niedrige Albedo: Der Großteil der Strahlung wird von der dunklen Haut absorbiert, sodass ein wärmender Effekt erzielt wird. (unter ihrem weißen Fell sind Eisbären schwarz)

Bright snow cover als Beispiel für hohe Albedo: In Kombination mit einer hellen Wolkenunterkante kann sie dafür sorgen, dass das Sonnenlicht hin und her reflektiert, sodass es zu einem sogenannten Whiteout Effekt kommt, bei dem die gesamte Umgebung absolut weiß erscheint.

Welche Rolle spielt der Albedo-Effekt für den Klimawandel?

When the Landoberfläche verändert, kommt es zu einer Veränderung der Albedo – und dementsprechend zu einer Erwärmung oder Abkühlung der Umgebung. Beispiele dafür sind die Deforestation of the rainforests or the melting of sea ice.

Bei Letzterem ist die Veränderung der Albedo besonders extrem. Ice and snow sind sehr hell und reflektieren einen Großteil der auftreffenden Sonnenstrahlen. Bei Schnee liegt die Albedo beispielsweise zwischen 0,8 und 0,9.₂ Das heißt, dass die Oberfläche 80 und 90 Prozent der Sonnenstrahlen reflektiert.

Doch da sich der Planet erwärmt, beginnt das Meereis zu schmelzen, sodass der drunterliegende Ozean freigelegt wird. Die wesentlich dunklere Oberfläche nimmt mehr Sonnenenergie auf, sodass Erwärmung und Eisschmelze schlussendlich noch stärker werden. Man könnte sagen: je wärmer es wird, desto wärmer wird es. Oder je mehr die Antarktis schmilzt, desto mehr schmilzt die Antarktis. Diesen Vorgang, bei dem Folgen die Folgen verstärken, bezeichnet man als Rückkopplungsprozess.

Albedo thus plays a very important role in relation to climate change. decisive role, da helle Oberflächen dunkler werden und so immer mehr Wärme auf der Erde verbleibt.

Wie hängen Albedo und das Stadtklima miteinander zusammen?

Das Reflexionsvermögen von Oberflächenspielt nicht nur für das Weltklima, sondern im etwas kleineren Stil auch für das Stadtklima eine Rolle. Während Grünanlagen eine relativ hohe Rückstrahlkraft haben, ist die Albedo von mit Beton, Pflaster und Asphalt eher dunkel versiegelten Flächen sehr gering. Auch Haus- und Wohnungsdächer are often dark.

Da in Städten ein Großteil der Sonnenstrahlung absorbiert und nicht reflektiert wird, ist es an sonnigen Tagen in Dachgeschoss-Wohnungen oft unerträglich heiß. Je heller Dächer wären, desto weniger würde sich ihre Umgebung aufheizen – und desto weniger wären energieintensive Klimaanlagen notwendig. Auch deshalb sind Gebäude im warmen Mittelmeerraum (z.B. in Spanien, Griechenland, Italien oder der Türkei) oft hell angestrichen.

Was sind weitere Beispiele für den Albedo-Effekt?

Bevor wir so langsam zum Ende dieses Artikel kommen, möchte ich dir noch ein paar Beispiele für den Albedo-Effekt mit auf den Weg geben.

Albedo von Straßen

Die Albedo von dunklen Asphaltstraßen liegt bei etwa 0,15. Rund 15 Prozent des Lichts werden also nur reflektiert – und 85 Prozent von der Oberfläche absorbiert. Bei etwas helleren, gräulichen Betonstraße oder grauen Gehwegplatten liegt das Maß für das Rückstrahlungsvermögen immerhin zwischen 0,2 und 0,4.₃ Auch deshalb sind helle Gehwege an heißen Sommertragen im Vergleich zu aufgeweichten Asphaltstraßen schon fast „angenehm kühl“.

Cloud albedo

Sonnenstrahlen können auch durch Wolken, also schon vor einem möglichen Kontakt mit der Erdoberfläche reflektiert werden. Von der Erde aus gesehen sind sie meist weiß, hellgrau oder dunkelgrau. Vom Weltraum aus betrachtet sind sie jedoch wesentlich heller – deshalb ist es auch nicht verwunderlich, dass ihre Albedo between 0.3 and 0.6 liegt. Die winzigen Wasser- und Eispartikel der Wolken reflektieren zwischen 30 bis 60 Prozent der auf sie treffenden Sonnenstrahlen.₄ Höhe, Anzahl und die Größe der Wolken, spielen für die genaue Rückstrahlfähigkeit von Wolken eine ganz entscheidende Rolle.

Albedo of the earth

Die Albedo auf der Erde ist natürlich nicht überall gleich. Das Rückstrahlungsvermögen von Oberflächen mit frischem Schnee (zwischen 0,8 – 0,9) oder von Wüsten (etwa 0,3) ist beispielsweise wesentlich größer als das von Wäldern (zwischen 0,5 und 0,18) und Wasseroberflächen. (je nach Neigungswinkel zwischen 0,05 und 0,22)

Bei der Bewertung muss auch berücksichtigt werden, dass die Wolkenbildung beispielsweise am Äquator wesentlich stärker ist – und dass in den hohen Breitengraden wesentlich mehr Schnee fällt. On average, the albedo of the Earth is 0.3. Rund 30 Prozent der Sonnenstrahlen werden also von der Erdoberfläche reflektiert – und etwa 70 Prozent von ihr absorbiert.₅

Was kann ich für eine klimafreundlichere Albedo tun?

Jeder hat die Möglichkeit, zumindest einen kleinen Beitrag dafür zu leisten, dass die Erdoberfläche möglichst große Mengen der Sonneneinstrahlung reflektiert. Diese liegt zum einen darin, für möglichst helle Oberflächen zu sorgen. Zum Beispiel haben Hausbesitzer Einfluss auf die Roof color of one's own house or the Paving stone color in der Einfahrt. Vielleicht hast du sogar beruflich die Chance, Einfluss auf die Flächenversiegelung und die Albedo deines Wohnortes zu nehmen. Zum Beispiel als Stadtplaner, Bürgermeister or Landscape architect.

On the other hand, you can also work with your alltäglichen Verhalten dafür sorgen, dass sich die Landoberfläche der Erde nicht noch weiter verdunkelt. Das funktioniert, indem du grundsätzlich live more climate friendly. Beispielsweise durch die Entscheidung für eine vegan lifestyle, da in der Folge für dich weniger Regenwald für den Tierfutteranbau und die Schaffung Weideflächen gerodet und weniger Methan durch Rinder ausgestoßen wird.

Vacation travel by train instead of by plane or the preference for regional and seasonal food trägt dazu bei, dass die Eisschmelze als Folge der Erderwärmung ausgebremst und die Albedo der Erde möglichst hoch bleibt.

Der Albedo-Effekt darf nicht unterschätzt werden

Wenn nicht selbst leuchtende Oberflächen immer dunkler werden, werden folglich auch weniger warme Sonnenstrahlen reflektiert. The planetary Rückstrahlungsvermögen nimmt also ganz entscheidenden Einfluss auf den Strahlungshaushalt der Atmosphäre – und die Temperatur auf der Erde. Deshalb – und auch aufgrund der klimatischen Rückkopplungsprozesse – darf man die Risiken aber auch Chancen der Rückstrahlkraft von Oberflächen bei der Bekämpfung des Klimawandels nicht außer Acht lassen.

Ich hoffe, dass ich dir den Albedo-Effekt und seine Auswirkungen auf unserem Planeten heute etwas näher bringen konnte. Hast du Fragen, Tipps oder Anregungen? Dann freue ich mich auf deinen Kommentar.

Stay sustainable,

PS.: In the sustainable knowledge blog erläutere ich dir weitere, wesentlichen Fachbegriffe aus dem Umwelt- und Klimaschutz. Erfahre jetzt als nächstes zum Beispiel, was man unter planetary boundaries or the Rebound effect versteht. Viel Spaß!

References:
₁ Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH: Albedo, abrufbar unter https://www.spektrum.de/lexikon/geographie/albedo/241. [16.02.2022].

₂ The Earth Observatory: Snowballing Effects, abrufbar unter https://earthobservatory.nasa.gov/features/DirtySnow/page2.php. [16.02.2022].

₃ Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie: Fact Sheet – Hohe Albedo (Juni 2020), abrufbar unter https://www.zement.at/downloads/downloads_2021/EUPAVE_FACTSHEET-High-albedo-2021.pdf. [16.02.2022].

₄ ISCCP: Cloud Climatology, abrufbar unter https://isccp.giss.nasa.gov/role.html. [16.02.2022].

₅ Studienkreis GmbH: Albedo, abrufbar unter https://www.tutoria.de/unterrichtsmaterialien/erdkunde/albedo. [16.02.2022].