IlluminationEdit
Albedo não está directamente dependente da iluminação porque a alteração da quantidade de luz recebida altera proporcionalmente a quantidade de luz reflectida, excepto em circunstâncias em que uma alteração na iluminação induz uma alteração na superfície da Terra nesse local (por exemplo, através do derretimento do gelo reflector). Dito isto, tanto o albedo como a iluminação variam em função da latitude. O albedo é mais alto perto dos pólos e mais baixo nos subtropicais, com um máximo local nos trópicos.
Efeitos de insolaçãoEditar
A intensidade dos efeitos de temperatura do albedo depende da quantidade de albedo e do nível de insolação local (irradiação solar); áreas de albedo alto nas regiões árcticas e antárcticas são frias devido à baixa insolação, enquanto áreas como o Deserto do Sara, que também têm um albedo relativamente alto, serão mais quentes devido à alta insolação. As áreas de floresta tropical e sub-tropical têm baixo albedo, e são muito mais quentes do que as suas contrapartidas florestais temperadas, que têm menor insolação. Como a insolação desempenha um papel tão grande nos efeitos de aquecimento e arrefecimento do albedo, áreas de alta insolação como os trópicos tenderão a mostrar uma flutuação mais pronunciada na temperatura local quando o albedo local muda.
Regiões árcticas, nomeadamente libertam mais calor de volta para o espaço do que aquilo que absorvem, arrefecendo efectivamente a Terra. Isto tem sido uma preocupação desde que o gelo e a neve do Árctico têm derretido a taxas mais elevadas devido a temperaturas mais elevadas, criando regiões no Árctico que são notavelmente mais escuras (sendo água ou solo de cor mais escura) e reflectem menos calor de volta para o espaço. Este ciclo de feedback resulta num efeito albedo reduzido.
Clima e climaEditar
Albedo afecta o clima ao determinar a quantidade de radiação que um planeta absorve. O aquecimento desigual da Terra a partir de variações do albedo entre superfícies terrestres, de gelo ou oceânicas pode conduzir ao tempo.
Feedback AlbedotemperaturaEdit
Quando o albedo de uma área muda devido à queda de neve, resulta um feedback de temperatura da neve. Uma camada de queda de neve aumenta o albedo local, reflectindo a luz solar, levando ao arrefecimento local. Em princípio, se nenhuma alteração da temperatura exterior afectar esta área (por exemplo, uma massa de ar quente), o albedo elevado e a temperatura mais baixa manteriam a neve actual e convidariam a uma maior queda de neve, aprofundando o feedback da temperatura da neve. Contudo, como o clima local é dinâmico devido à mudança de estações, as massas de ar eventualmente quentes e um ângulo de luz solar mais directo (maior insolação) provocam o derretimento. Quando a área derretida revela superfícies com albedo mais baixo, tais como relva, solo ou oceano, o efeito é inverso: a superfície escurecida baixa o albedo, aumentando as temperaturas locais, o que induz mais derretimento e assim reduzindo ainda mais o albedo, resultando em ainda mais aquecimento.
SnowEdit
O albedo de neve é altamente variável, variando entre 0,9 para neve recém-caída, até cerca de 0,4 para neve derretida, e tão baixo quanto 0,2 para neve suja. Sobre o albedo de neve da Antárctida, a média é um pouco mais de 0,8. Se uma área marginalmente coberta de neve aquece, a neve tende a derreter, baixando o albedo, e portanto levando a mais neve, porque mais radiação está a ser absorvida pelo saco de neve (o feedback positivo do albedo de gelo).
Apenas como a neve fresca tem um albedo mais alto do que a neve suja, o albedo de gelo marinho coberto de neve é muito mais alto do que o da água do mar. A água do mar absorve mais radiação solar do que a mesma superfície coberta com neve reflectora. Quando o gelo marinho derrete, quer devido a um aumento da temperatura do mar, quer em resposta ao aumento da radiação solar proveniente de cima, a superfície coberta de neve é reduzida, e mais superfície da água do mar é exposta, pelo que a taxa de absorção de energia aumenta. A energia extra absorvida aquece a água do mar, o que, por sua vez, aumenta a taxa de derretimento do gelo marinho. Tal como no exemplo anterior de neve derretida, o processo de derretimento do gelo marinho é, assim, outro exemplo de um feedback positivo. Ambos os loops de feedback positivo há muito que são reconhecidos como importantes para o aquecimento global.
Cryoconite, pó em pó contendo fuligem, por vezes reduz o albedo em glaciares e placas de gelo.
A natureza dinâmica do albedo em resposta ao feedback positivo, juntamente com os efeitos de pequenos erros na medição do albedo, pode levar a grandes erros nas estimativas de energia. Devido a isto, para reduzir o erro de estimativas energéticas, é importante medir o albedo de áreas cobertas de neve através de técnicas de detecção remota em vez de aplicar um único valor para albedo em regiões amplas.
Efeitos de pequena escalaEditar
Albedo funciona também em menor escala. À luz solar, as roupas escuras absorvem mais calor e as roupas de cor clara reflectem-no melhor, permitindo assim algum controlo sobre a temperatura corporal explorando o efeito albedo da cor da roupa exterior.
Efeitos solares fotovoltaicosEdit
Albedo pode afectar a produção de energia eléctrica dos dispositivos solares fotovoltaicos. Por exemplo, os efeitos de um albedo espectralmente responsivo são ilustrados pelas diferenças entre o albedo espectralmente ponderado da tecnologia solar fotovoltaica baseada em silício amorfo hidrogenado (a-Si:H) e silício cristalino (c-Si)- baseado em comparação com as previsões tradicionais de albedo espectralmente integrado. A investigação mostrou impactos superiores a 10%. Mais recentemente, a análise foi alargada aos efeitos do viés espectral devido à reflectividade especular de 22 materiais de superfície comumente ocorridos (tanto de origem humana como natural) e analisa os efeitos do albedo sobre o desempenho de sete materiais fotovoltaicos cobrindo três topologias comuns de sistemas fotovoltaicos: topologias industriais (explorações solares), telhados planos comerciais e aplicações de telhados residenciais.
ÁrvoresEditar
Porque as florestas têm geralmente um albedo baixo, (a maioria do espectro ultravioleta e visível é absorvida através da fotossíntese), alguns cientistas sugeriram que uma maior absorção de calor pelas árvores poderia compensar alguns dos benefícios de carbono da florestação (ou compensar os impactos climáticos negativos da desflorestação). No caso de florestas sempre verdes com cobertura de neve sazonal, a redução do albedo pode ser suficientemente grande para que a desflorestação cause um efeito de arrefecimento líquido. As árvores também têm impacto no clima de formas extremamente complicadas através da evapotranspiração. O vapor de água provoca arrefecimento na superfície da terra, provoca aquecimento onde condensa, actua um forte gás de estufa, e pode aumentar o albedo quando condensa em nuvens. Os cientistas geralmente tratam a evapotranspiração como um impacto líquido de arrefecimento, e o impacto climático líquido do albedo e das alterações da evapotranspiração resultantes da desflorestação depende muito do clima local.
Em zonas sazonalmente cobertas de neve, os albedos de inverno de áreas sem árvores são 10% a 50% mais elevados do que as áreas florestais próximas, porque a neve não cobre as árvores tão prontamente. As árvores decíduas têm um valor de albedo de cerca de 0,15 a 0,18 enquanto que as árvores coníferas têm um valor de cerca de 0,09 a 0,15. A variação do albedo de Verão em ambos os tipos de floresta está correlacionada com taxas máximas de fotossíntese, porque as plantas com elevada capacidade de crescimento apresentam uma fracção maior da sua folhagem para intercepção directa da radiação de entrada na copa superior. O resultado é que os comprimentos de onda de luz não utilizados na fotossíntese são mais susceptíveis de serem reflectidos de volta ao espaço do que de serem absorvidos por outras superfícies inferiores na copa das árvores.
Estudos do Hadley Centre investigaram o efeito relativo (geralmente aquecimento) da mudança de albedo e o efeito (arrefecimento) do sequestro de carbono na plantação de florestas. Descobriram que novas florestas em áreas tropicais e de média latitude tendem a arrefecer; novas florestas em altas latitudes (por exemplo Sibéria) eram neutras ou talvez a aquecer.
WaterEdit
A água reflecte a luz de forma muito diferente dos materiais terrestres típicos. A reflectividade de uma superfície de água é calculada utilizando as equações de Fresnel.
Na escala do comprimento de onda da luz, mesmo a água ondulada é sempre suave, de modo que a luz é reflectida de uma forma especular local (não difusa). O brilho da luz da água é um efeito comum. Em ângulos pequenos de luz incidente, a ondulação resulta numa reflectividade reduzida devido à inclinação da curva reflectividade-vs.-incidência-ângulo e a um aumento local do ângulo médio de incidência.
P>Embora a reflectividade da água seja muito baixa em ângulos baixos e médios de luz incidente, torna-se muito alta em ângulos altos de luz incidente, tais como os que ocorrem no lado iluminado da Terra perto do terminador (de manhã cedo, ao fim da tarde, e perto dos pólos). No entanto, como mencionado acima, a ondulação provoca uma redução apreciável. Como a luz especularmente reflectida da água não chega normalmente ao espectador, a água é normalmente considerada como tendo um albedo muito baixo apesar da sua alta reflectividade em ângulos altos de luz incidente.
Nota que as tampas brancas nas ondas parecem brancas (e têm albedo alto) porque a água é espumada, pelo que existem muitas superfícies de bolhas sobrepostas que reflectem, somando as suas reflectividades. O gelo fresco ‘preto’ exibe Fresnel reflection.Snow on top of this sea ice increases the albedo to 0.9.
CloudsEdit
Cloud albedo has substantial influence over atmospheric temperatures. Diferentes tipos de nuvens exibem diferentes reflectividades, teoricamente variando no albedo de um mínimo próximo de 0 a um máximo próximo de 0,8. “Em qualquer dia, cerca de metade da Terra é coberta por nuvens, que reflectem mais luz solar do que a terra e a água. As nuvens mantêm a Terra fresca, reflectindo a luz solar, mas também podem servir como cobertores para reter o calor”
Albedo e o clima em algumas áreas são afectados por nuvens artificiais, tais como as criadas pelos contrails do tráfego aéreo comercial pesado. Um estudo após a queima dos campos de petróleo do Kuwait durante a ocupação iraquiana mostrou que as temperaturas sob as queimadas de petróleo eram até 10 °C mais frias do que as temperaturas a vários quilómetros sob céu limpo.
Efeitos dos aerossóisEditar
Aerossóis (partículas/gotas muito finas na atmosfera) têm efeitos directos e indirectos no equilíbrio radiativo da Terra. O efeito directo (albedo) é geralmente arrefecer o planeta; o efeito indirecto (as partículas actuam como núcleos de condensação de nuvens e assim alteram as propriedades das nuvens) é menos certo. Como por Spracklen et al. os efeitos são:
- Efeito directo dos aerossóis. Os aerossóis dispersam-se directamente e absorvem a radiação. A dispersão da radiação causa arrefecimento atmosférico, enquanto que a absorção pode causar aquecimento atmosférico.
- Efeito indirecto dos aerossóis. Os aerossóis modificam as propriedades das nuvens através de um subconjunto da população de aerossóis chamado núcleos de condensação de nuvens. O aumento das concentrações de núcleos leva a um aumento das concentrações de gotas de nuvens, o que por sua vez leva a um aumento do albedo de nuvens, aumento da dispersão de luz e arrefecimento radiativo (primeiro efeito indirecto), mas também leva a uma redução da eficiência de precipitação e a um aumento da vida útil da nuvem (segundo efeito indirecto).
Black carbonEdit
Um outro efeito relacionado com o albedo no clima é o das partículas de carbono negro. A dimensão deste efeito é difícil de quantificar: o Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas estima que a média global da força de radiação para os aerossóis de carbono negro de combustíveis fósseis é de +0,2 W m-2, com um intervalo de +0,1 a +0,4 W m-2. O carbono negro é uma causa maior do derretimento da calota polar no Árctico do que o dióxido de carbono devido ao seu efeito no albedo.
Actividades humanasEditar
Actividades humanas (por exemplo, desflorestação, agricultura, e urbanização) alteram o albedo de várias áreas em todo o globo. No entanto, a quantificação deste efeito à escala global é difícil, é necessário um estudo mais aprofundado para determinar os efeitos antropogénicos.