Quelltext der Seite Albedo

{{Begriffsklärungshinweis}}
{| class="wikitable float-right"
|-
|+ Albedowerte 
! style="background:#9fb6cd;" colspan="3"| … im [[Sonnensystem]]<ref>NASA: [http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/ Lunar and Planetary Science]; siehe Fact Sheets</ref>
|- style="background:#b9d3ee;" 
! rowspan="2" | Himmels-<br>körper
! colspan="2" | mittlere Albedo
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! geometrisch
! sphärisch
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| [[Merkur (Planet)|Merkur]]
| 0,142
| 0,068
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| [[Venus (Planet)|Venus]]
| 0,689
| 0,77
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| [[Erde]]
| 0,434
| 0,306
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| [[Mars (Planet)|Mars]]
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| [[Jupiter (Planet)|Jupiter]]
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| [[Neptun (Planet)|Neptun]]
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|-
| [[Pluto]]
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|-
| [[Mond|Erdmond]]
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| 0,11
|-
| [[Enceladus (Mond)|Enceladus]]
| 1,38<ref name=Enceladus>{{BibDOI|10.1126/science.1134681}}</ref>
| 0,99
|-
! style="background:#9fb6cd;" colspan="3"| … verschiedener Oberflächen
|-
!colspan="2"| Material
! Albedo
|-
|colspan="2"| Frischer Schnee
|0,80–0,90
|-
|colspan="2"| Alter Schnee
|0,45–0,90
|-
|colspan="2"| Wolken
|0,60–0,90
|-
|colspan="2"| Wüste
|0,30
|-
|colspan="2"| Savanne
|0,20–0,25
|-
|colspan="2"| Felder (unbestellt)
|0,26
|-
|colspan="2"| Rasen
|0,18–0,23
|-
|colspan="2"| Wald
|0,05–0,18
|-
|colspan="2"| Asphalt
|0,15
|-
|colspan="2"| Wasserfläche <br /> (Neigungswinkel > 45°)
|0,05
|-
|colspan="2"| Wasserfläche <br /> (Neigungswinkel > 30°)
|0,08
|-
|colspan="2"| Wasserfläche <br /> (Neigungswinkel > 20°)
|0,12
|-
|colspan="2"| Wasserfläche <br /> (Neigungswinkel > 10°)
|0,22
|}

[[Datei:Iapetus as seen by the Cassini probe - 20071008.jpg|mini|Der Saturnmond [[Iapetus (Mond)|Iapetus]] hat mit einer sichtbaren geometrischen Albedo von 0,05 bis 0,5 den größten Helligkeitskontrast von allen bekannten Himmelskörpern im Sonnensystem.<ref>NASA: [https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/saturniansatfact.html Saturnian Satellite Fact Sheet.] 13. Oktober 2015, abgerufen am 16. Juli 2015</ref>]]

Die '''Albedo''' ({{laS|albedo|de=Weiße}}; von {{laS|albus|de=weiß}}) ist ein Maß für das Rückstrahlvermögen ('''Reflexionsstrahlung''') von [[Remission (Physik)|diffus reflektierenden]], also nicht selbst leuchtenden Oberflächen. Sie wird als dimensionslose Zahl angegeben und entspricht dem Verhältnis von rückgestrahltem zu einfallendem Licht (eine Albedo von 0,9 entspricht 90 % Rückstrahlung). Die Albedo hängt bei einer gegebenen Oberfläche von der Wellenlänge des einstrahlenden Lichtes ab und kann für Wellenlängenbereiche – z.&nbsp;B. das Sonnenspektrum oder das sichtbare Licht – angegeben werden. Vor allem in der [[Meteorologie]] ist sie von Bedeutung, da sie Aussagen darüber ermöglicht, wie stark sich eine Oberfläche erwärmt – und damit auch die Luft in Kontakt mit der Oberfläche.

In der [[Klimatologie]] ist die so genannte [[Eis-Albedo-Rückkopplung]] ein wesentlicher, den [[Strahlungsantrieb]] und damit die [[Strahlungsbilanz der Erde]] beeinflussender Faktor, der relevant für den Erhalt des Weltklimas ist.
[[Datei:Albedo-Rückstrahlung Infografik.png|mini|Verschiedene Oberflächen haben eine unterschiedliche Rückstrahlung: Anhand der Landschaft werden ausgewählte Albedowerte aufgeführt.]]

In der 3D-[[Computergrafik]] findet die Albedo ebenfalls Verwendung; dort dient sie als Maß für die diffuse Streukraft verschiedener Materialien für Simulationen der [[Volumenstreuung]].

In der [[Astronomie]] spielt die Albedo eine wichtige Rolle, da sie mit grundlegenden Parametern von Himmelskörpern (z.&nbsp;B. Durchmesser, scheinbare/absolute Helligkeit) zusammenhängt.

== Albedoarten ==
Es werden verschiedene Arten der Albedo unterschieden:

* Die '''sphärische Albedo''' (auch ''planetarische Albedo'', ''Bondsche Albedo'' oder ''bolometrische 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 sphärische Albedo liegt stets zwischen 0 und 1. Der Wert 0 entspricht einer vollständigen [[Absorption (Physik)|Absorption]] und 1 einer vollständigen [[Reflexion (Physik)|Reflexion]] des einfallenden Lichts.
* 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. Die geometrische Albedo kann in seltenen Fällen auch Werte größer 1 annehmen,<ref name="Enceladus" /> weil reale Oberflächen nicht ideal diffus reflektieren.<!--
:* Die '''hemisphärische Albedo''' ist der Anteil des einfallenden Lichts, der von der Oberfläche in Abhängigkeit vom Einfallswinkel gestreut wird
-->

Das Verhältnis zwischen sphärischer Albedo und geometrischer Albedo ist das sogenannte Phasenintegral (siehe [[Tag-Nacht-Grenze|Phase]]), das die winkelabhängige Reflektivität jedes Flächenelements berücksichtigt.<ref>{{Internetquelle|url=http://scienceworld.wolfram.com/physics/PhaseIntegral.html |titel=Phase Integral – from Eric Weisstein’s World of Physics |autor= |werk=scienceworld.wolfram.com  |datum= |abruf=2015-02-28}}</ref>

== 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 [[Scheinbare Helligkeit|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 (Planet)|Merkur]], [[Venus (Planet)|Venus]]). Für die [[Unterer und oberer Planet|oberen Planeten]] kann die Phasenfunktion nur teilweise bestimmt werden, wodurch auch die Werte für ihre sphärische Albedo nicht exakt bekannt sind.

Satelliten der US-Raumfahrtbehörde [[NASA]] messen seit ca. 2004 die Albedo der Erde.<ref name="DLF U&F 18-2-014">[[Monika Seynsche]]: [http://www.deutschlandfunk.de/klimaforschung-die-arktis-nimmt-immer-mehr-waerme-auf.676.de.html?dram:article_id=277849 ''Die Arktis nimmt immer mehr Wärme auf''], [[Deutschlandfunk]], ''Forschung Aktuell'', 18. Februar 2014, abgerufen am 20. Februar 2014.</ref> Diese ist insgesamt, abgesehen von kurzfristigen Schwankungen, in den letzten zwei Jahrzehnten konstant geblieben; regional dagegen gab es Veränderungen von mehr als 8 %. In der Arktis z.&nbsp;B. ist die Rückstrahlung geringer, in Australien höher geworden.<ref>[http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=84499 ''Measuring Earth’s Albedo. Image of the day.'' vom 21. Oktober 2014]@earthobservatory.nasa.gov; [[Frankfurter Allgemeine Zeitung|FAZ]] 5. November 2014, S. N1.</ref> Demgegenüber steht eine Studie aus dem Jahr 2021 – sie zeigt, dass der Albedo zwischen 1998 und 2017 um ~0,5 % abgesunken ist, wobei der Zusammenhang zum Klimawandel ungeklärt ist. Die Entwicklung könnte durch den Klimawandel mitverursacht worden sein und/oder die globale Erwärmung signifikant verstärken.<ref>{{cite news |last1=Gray |first1=Jennifer |title=The Earth isn't as bright as it once was |url=https://edition.cnn.com/2021/10/04/weather/earth-dimming-climate/index.html |access-date=2021-10-19 |work=CNN}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Goode |first1=P. R. |last2=Pallé |first2=E. |last3=Shoumko |first3=A. |last4=Shoumko |first4=S. |last5=Montañes-Rodriguez |first5=P. |last6=Koonin |first6=S. E. |title=Earth's Albedo 1998–2017 as Measured From Earthshine |journal=Geophysical Research Letters |date=2021 |volume=48 |issue=17 |pages=e2021GL094888 |doi=10.1029/2021GL094888 |language=en |issn=1944-8007}}</ref>

Das [[Deep Space Climate Observatory]] misst seit 2015 die Erd-Albedo in einem Abstand von 1,5 Millionen Kilometern zur Erde vom [[Lagrange-Punkt#L1|Lagrange-Punkt L1]] aus. An diesem Punkt hat die Sonde einen dauerhaften Blick auf die sonnenbeschienene Seite der Erde.

== Einflüsse ==
[[Datei:Albedo-d hg.png|mini|links|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 (Planet)|Venus]] strahlt viel mehr Licht zurück als die basaltartigen Oberflächenteile des [[Mond]]es. 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.<ref>P. R. Goode et al.: ''Earthshine Observations of the Earth’s Reflectance.'' In: ''Geophysical Research Letters.'' Band 28, Nr. 9, 2001, S. 1671–1674</ref> Durch die [[globale Erwärmung]] verschieben sich auf der Erde die regionalen Albedo-Werte. Durch Verschiebung der Wolkenbänder sank die Albedo z.&nbsp;B. in der nördlichen [[Gemäßigte Zone|gemäßigten Zone]], stieg dafür aber weiter im Norden.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.scinexx.de/news/geowissen/klimawandel-schafft-wolkigen-teufelskreis/ |titel=Wolkenveränderungen heizen die Erwärmung durch positive Rückkopplung weiter an |werk=scinexx.de |datum=2016-07-12 |abruf=2019-03-01}}</ref> Die höchsten bisher gemessenen Werte fallen auf die [[Saturn (Planet)|Saturnmonde]] [[Telesto (Mond)|Telesto]] (0,994) und [[Enceladus (Mond)|Enceladus]] (0,99). Der niedrigste Mittelwert wurde mit nur 0,03 am [[Komet]]en [[19P/Borrelly|Borrelly]] festgestellt.

Glatte Oberflächen wie Wasser, Sand oder Schnee haben einen relativ hohen Anteil spiegelnder [[Reflexion (Physik)|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, [[Johann Dorschner]]: ''Das Sonnensystem.'' Barth, 1993, ISBN 3-335-00281-4.
* J. Bennett, M. Donahue, N. Schneider, M. Voith: ''Astronomie.'' Hrsg. [[Harald Lesch]], 5. Auflage (1170 S.). Pearson-Studienverlag, München 2010.
* H. Zimmermann, A. Weigert: ''Lexikon der Astronomie.'' Spektrum Akadem. Verlag, Heidelberg/Berlin.

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* [http://klimat.czn.uj.edu.pl/enid/3__Sonne_und_Wolken/-_Albedo_3ao.html Mehrsprachige Umweltenzyklopädie ESPERE]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Meteorologische Größe]]
[[Kategorie:Photometrische Größe]]