Die Albedo
Die Helligkeit der Erde beeinflusst massgeblich die Erdtemperatur sowie das Klima. Das bezieht sich nicht nur auf die Erdoberfläche, sondern auch auf Wolken, Gase und Aerosole in der Atmosphäre. Der Grund ist, dass helle Flächen mehr Sonnenlicht reflektieren und damit Energie von der Erde weglenken. Das hält die Erde kühler. Dunkle Flächen nehmen mehr Strahlen auf und erwärmen sich dadurch.
Rückstrahlung und Absorption der Sonnenenstrahlen durch verschiedene wasserhaltige Oberflächen
Je heller eine Oberfläche ist, desto stärker reflektiert sie Sonnenstrahlen und desto weniger erwärmt sie sich. Die Wirkung der Wolken auf das Klima ist komplex: Teilweise reflektieren sie Sonnenstrahlen oder lassen sie durch; teilweise nehmen sie aber auch die von der Erde abgestrahlte Wärmestrahlung auf und geben sie wieder an die Atmosphäre ab (Treibhauseffekt). Der Einfachheit halber ist hier deshalb nur ihre Reflexion eingezeichnet sowie ob die Wolken kühlend wirken (bläuliche Schattierung) oder wärmend (rötliche Schattierung).
Die Grafik zeigt gelbe Sonnenstrahlen, die auf verschiedene wasserhaltige Oberflächen treffen. Beim Ozean wird nur wenig reflektiert (ca. 5–20 %), der Rest wird absorbiert. Meereis reflektiert deutlich mehr (50–75 %), Schnee am meisten (75–95 %). Darüber sind Wolken eingezeichnet: Schichtwolken (Stratus) reflektieren einen variablen Anteil (30–60 %) und kühlen den Untergrund durch Schatten; Federwolken (Cirrus) sind hoch und lassen viel Sonnenlicht durch, wirken aber wärmend, da sie Wärmestrahlung zurückhalten (Treibhauseffekt). Eine Legende erklärt die Farben für einfallendes, reflektiertes und absorbiertes Sonnenlicht.
Das kennen wir auch aus dem Alltag: In einem schwarzen T-Shirt ist uns in der Sonne wärmer als in einem weissen. Die Albedo beschreibt dieses von der Helligkeit einer Oberfläche abhängige Rückstrahlvermögen.
Dunkler und wärmer durch Eisschmelze
Schmelzen aufgrund des Klimawandels Schnee und Eis (Gletscher, die grönländischen und antarktischen Eisschilde, das arktische Meereis), gehen der Erde nicht nur grosse, helle Reflexionsflächen verloren; es wird auch unter dem Eis meist dunkles Land oder dunkles Ozeanwasser freigelegt. Dadurch verdunkelt sich die Erdoberfläche zusätzlich, wodurch sie sich noch mehr aufheizt. Die Abbildung zeigt, wie wichtig Eis und Schnee mit ihren hohen Albedowerten sind, um die vielen dunklen Oberflächen der Erde auszugleichen.
Albedo-Werte für verschiedene Oberflächen und Wolken
Die Grafik zeigt eine horizontale Skala von 0 bis 100 Prozent Albedo (Rückstrahlvermögen), mit dunklem Verlauf links (keine Reflexion, maximale Erwärmung) und hellem Verlauf rechts (totale Reflexion). Entlang der Skala sind Balken mit Fotos und Beschriftungen platziert: Asphalt 5–25, Ozeane 5–20, Wälder 5–18, dunkles Dach 8–18, die Erde (Durchschnitt) 30, Wüsten 36, helles Dach 40, Schichtwolke/Stratus (tief und dunkel) 30–60, Meereis 50–75, Federwolke/Cirrus (hoch und hell) 10–30, Kulturpflanzen 16–26, Beton 10–40, Gras 22–28 und Schnee 75–95. Die Darstellung veranschaulicht, dass helle Flächen und helle Wolken viel Sonnenlicht zurückwerfen, während dunkle Oberflächen es absorbieren.
Albedo erhöhen durch geeignete Bebauung
In Siedlungsgebieten kann durch geeignete Bebauung die Albedo erhöht und das Aufheizen der Umgebung verringert werden. Für eine hellere Gestaltung eignen sich z.B. Hausdächer, -wände und Strassenbeläge.