ALBEDO UND DAS ENERGIE-BUDGET
ALBEDO UND DAS ENERGIEBUDGET
Die Albedo der Erdoberfläche und der Atmosphäre ist wichtig für die Vorhersage. Eine Substanz mit einer hohen Albedo reflektiert eine beträchtliche Menge der einfallenden Strahlung. Zwei Beispiele sind Wolken und die Schneedecke auf der Oberfläche. Dadurch bleibt die Erdoberfläche kühler als sie es sonst wäre. Eine Substanz mit einer niedrigen Albedo reflektiert sehr wenig einfallende Strahlung. Vielmehr absorbiert das Objekt einen Großteil der Energie. Drei Beispiele für Substanzen mit einer niedrigen Albedo sind Wälder, Beton und Schmutz. Unter sonst gleichen Bedingungen sind die Temperaturen über einer Oberfläche mit niedriger Albedo wärmer als über einer Oberfläche mit hoher Albedo.
Die städtische Wärmeinsel wird teilweise durch Veränderungen der Albedo verursacht. Der Beton, die Gebäude und das Metall haben eine geringere Albedo als ländliche Gebiete mit Bäumen und Vegetation. Es gibt auch weniger Verdunstungskälte oder Transpirationskühlung durch Beton, Gebäude oder Metall. Bei der Vorhersage werden die Temperaturen in städtischen Gebieten (insbesondere in großen städtischen Gebieten mit mehr als 1 Million Einwohnern) an sonnigen Tagen mit leichtem bis mäßigem Wind ein paar bis wenige Grad wärmer sein als in ländlichen Gebieten.
Oberflächliche Schneedecken werden niedrigere Temperaturen erzeugen als ohne Schneedecken, besonders an klaren Tagen und Nächten. Diese Abkühlung tritt sowohl am Tag als auch in der Nacht auf. Der Schnee hat tagsüber ein hohes Reflexionsvermögen für kurzwellige Strahlung und strahlt nachts langwellige Strahlung effizient von der Oberflächenschneedecke weg. Durch Sublimation, Schmelzen und Verdunstungskälte des Schnees wird auch die Luft abgekühlt, besonders wenn die relative Luftfeuchtigkeit niedrig ist.
Wie Sie wissen, halten Wolken tagsüber die Temperaturen kühler, da sie die Sonnenstrahlung effizient zurück ins All reflektieren. Wolken können auch eine unterschiedliche Erwärmung an der Oberfläche bewirken. Eine klare Region wird sich an der Oberfläche stärker erwärmen als eine bewölkte Region. Die Übergangszone zwischen der bewölkten und der klaren Region kann als Auslösemechanismus für Konvektion dienen, ähnlich wie eine Ausflussgrenze, wenn die richtige Instabilität und Feuchtigkeit vorhanden sind.
Auch zwischen Land und Wasser gibt es Albedoänderungen. Wasser ist insofern ungewöhnlich, als es eine geringere Albedo hat, wenn die Sonnenstrahlung in einem hohen Winkel auf die Wasseroberfläche trifft (Sonne hoch am Himmel), aber eine viel höhere Albedo hat, wenn die Sonnenstrahlung in einem Winkel einfällt (Sonne nahe am Horizont). Dies ist ein Grund dafür, dass die Sonne die Polarregionen nur unzureichend erwärmt. Die Verdunstungskühlung und die hohe Wärmekapazität des Wassers sind am wichtigsten, um die Temperaturen über einer Wasseroberfläche kühler zu halten. Zwischen dem Wasser und der Landoberfläche kommt es zu einer Differenzerwärmung. Diese Übergangszone kann auch als Instabilitätsachse fungieren, wenn die Atmosphäre instabil ist und Feuchtigkeit vorhanden ist (z.B. Seebrisengewitter).