Albedo

Reflektovanje (ili rasejanje) incidentne svetlosti od površine naziva se albedo (skraćenica od latinske reč “albēdō “ ili “albus” što znači belina). Odnosi se na procenat zračenja koji se od Zemljine atmosfere i površine reflektuje nazad u svemir, uzima vrednosti od 0 (crne površine koje ništa ne reflektuju) do 1 (bele površine koje svo zračenje reflektuju); tipične vrednosti su od 4% do 26%.

Prosečna godišnja vrednost reflektovane solarne energije planete Zemlje iznosi 0.29-0.31 (ili 29%-31%), dok se najčešće za lokalne slučajeve kreće u opsegu 0.10-0.40. Obeležava se sa A, α, ρ_SW, ρ, dok se određuje odnosom odbijenog i dospelog inteziteta svetlosti-solarne energije:

(1)

I_r intenzitete reflektovane svetlosti, I_i intenzitet incidentne svetlosti. Međutim, u osnovi, refleksija zavisi od talasne dužine upadnog zraka. Kako 99% zračenja Sunca se nalazi u 0.2μm-2.5μm to će jednačina (1) imati oblik:

(2)

gde je ρ_λ spektralna raspodela albeda, G_λ spektralna gustina iradijacije.

Definišu se tri vrste albeda: Astronomski, Zemaljski i ”Single scattering” (tačkasto rasejane). Astronomski albedo se određuje za nebeska tela; dve su vrste astronomskog albeda: Bond-ov i Normalni. Normalni albedo ili normalna refleksija definiše se kao mera relativne osvetljenosti površine, osvetljene i analizirane vertikalno tj. iz pravca izvora svetlosti. Tipovi normalnog albeda su: vizualni (odnosi se samo na vidljivi deo spektra) i geometrijski (odnos između osvetljenosti objekta i Lambertian-ove površine sa istim poprečnim presekom, koja je idealni reflektor za sve talasne dužine). Bond-ov albedo (američki astronom George Born) se definiše kao odnos ukupnog-globalnog zračenja koje dospeva na posmatranu površinu i zračenja Sunca koje se reflektuje ili rasejava u svim pravcima (bitan je za energetsku ravnotežu planete). Planeta Zemlja ima geometrijski albedo 0.367 dok je Bond-ov albedo 0.29.

”Single scattering” se definiše kao odnos efikasnosti rasejanja i totalnog koeficijenta slabljenja. Najčešće se definiše za male zestice rasejanja elektromagnetnog zračenja.

Zemaljski albedo se odnosi na rasejanje-refleksiju na površini planete (može se posmatrati i kao podkategorija astronomskog). U mnogim analizama i proračunima za dati zenitni ugao θ_i terestrični (Zemljin) albedo se prikazuje kao suma dve komponente: direktna-polusferna refleksija za zenitni ugao θ_i (uticaj direktnog zračenja na reflektovano), ρ_b(θ_i), i bi-polusferna refleksija (uticaj nedirektnog zračenja na reflektovano), ρ_d. Ovako definisan albedo glasi

(3)

D predstavlja udeo difuzne iluminacije, i definiše se kao odnos reflektovane difuzne svetlosti i upadne difuzne svetlosti, obe veličine za nagnutnu površinu u toku jednog sata ili dana.

Dakle, zavisi od anizotropnosti površine i atmosferskih uslova, lokalnog vremena u danu, u godini. Na slici 1 vidi se zavisnost albeda od tipa površine. Na njegovu vrednost u mnogome utiče u čovekova aktivnost.

Slika 1. Zavisnost Albeda od reflektujuće površine

Promene u vrednosti albedapovršine Zemlje utiče na promene srednje temperature planete. Ako se albedo smanji dolazi do povećanja apsorpcije Sunčeve energije pri čemu se povećava temperatura na površini („temperature feedback“). Za ovako precizne analize koriste se satelitska snimanja albeda. Tako se prati proces globalnog zagrevanja planete Zemlje (npr. Terra i Aqua sateliti NASA-e). Moguće je meriti i refleksiju sa drugih nebeskih tela, i time se određuje astronomski albedo.

U navedenoj tabeli date su vrednosti albeda za neke tipove površina.

Tabela 1.

Tip površine                                          Albedo

Međutim, najbolje je izmeriti albedo, merni instrument albedometar, za datu lokaciju pa na osnovu nje projektovati solarne sisteme. Danas se pokušava naći zavisnost albeda sa temperaturom, elevacijom (ili njoj komplementarnim zenitnim uglom).