Albedo
El albedo (del latín albēdo , "blancura", de albus , "blanco") de una superficie es la fracción de luz o, más generalmente, de radiación solar incidente que se refleja en todas direcciones. Por tanto, indica el poder reflectante de una superficie. El valor exacto de la fracción depende, para el mismo material, de la longitud de onda de la radiación considerada. Si la palabra albedo se usa sin más especificaciones, significa que se refiere a la luz visible . Se mide con un albedómetro . [1]
El albedo máximo es 1, cuando se refleja toda la luz incidente. El albedo mínimo es 0, cuando no se refleja ninguna fracción de la luz. En términos de luz visible, el primer caso es el de un objeto perfectamente blanco , el otro de un objeto perfectamente negro . Los valores intermedios significan situaciones intermedias.
El albedo de nieve fresca llega hasta 0,9. El carbón tiene un albedo muy bajo. Una pizarra tiene un albedo de aproximadamente 0,15. El albedo también se puede medir como un porcentaje, estableciendo 1 igual al 100%. La Tierra tiene un albedo promedio de 0.37-0.39, o equivalentemente 37% -39%.
Relación entre albedo y temperatura
La mayor o menor radiación incidente reflejada, y la consiguiente menor o mayor absorción, respectivamente, pueden influir en la temperatura de un cuerpo. De hecho, basta pensar en la radiación IR que influye directamente en las vibraciones moleculares (y por tanto en la temperatura de un cuerpo), pero también la fracción en lo visible absorbida puede provocar un aumento de temperatura: de hecho, si una molécula absorbe esta radiación fotopromociona un electrón a un estado de mayor energía . Este estado excitado así formado puede desactivarse, volviendo al estado fundamental, principalmente a través de mecanismos no radiantes que prevén la transferencia de calor al entorno para dispersar la energía adquirida con la absorción de radiación. En total, el proceso de absorción llevó a la conversión de energía radiativa ( según la ley de Bohr : E = hν , donde E es la energía del fotón , h es la constante de Planck yv es la frecuencia de la radiación) en energía térmica, lo que lleva también a un aumento de la entropía del cuerpo siguiendo la segunda ley de la termodinámica .
Para dar otro ejemplo, todo el territorio del estado de Bélgica es considerablemente más cálido que la campiña francesa abierta que se encuentra inmediatamente al suroeste. debido a los efectos de un albedo diferente. [ sin fuente ]
Las regiones más frías de la Tierra, ricas en nieve, además de tener poca luz absorben una parte insignificante debido al albedo de la nieve, pero la relación entre temperatura y albedo es en realidad más evidente en las regiones tropicales , porque los trópicos reciben mucha más luz del sol .
El fenómeno también se muestra a menor escala. Es una experiencia común que las personas que usan ropa oscura en el verano a menudo se sienten más calientes que las que usan ropa de colores claros.
Valores típicos de albedo
El albedo de un bosque de pinos a 45 ° de latitud norte, que cubre toda la superficie, es solo del 9%, uno de los más bajos en un entorno terrestre natural. Este bajo valor se deriva en parte del color de los pinos, y en parte de los diferentes reflejos múltiples de luz en el medio de los árboles hasta la absorción total, lo que disminuye la cantidad de luz reflejada hacia arriba.
| Superficie | Valor de albedo típico |
|---|---|
| Asfalto fresco | 0.04 [2] |
| Mar abierto | 0.06 [3] |
| Asfalto gastado | 0.12 [2] |
| Bosque de coníferas (En verano) | 0.08, [4] 0.09 a 0.15 |
| Madera dura | 0,15-0,18 |
| Suelo libre | 0,17 [5] |
| Césped verde | 0,25 [5] |
| Arena del desierto | 0.40 [6] |
| Hormigón fresco | 0,55 [5] |
| Hielo oceánico | 0,5–0,7 [5] |
| Nieve fresca | 0,80–0,90 [5] |
El albedo de un océano , gracias a que la luz penetra en el agua, es aún menor: alrededor del 3,5%, pero puede cambiar mucho a medida que varía el ángulo de incidencia de la radiación.
Los arbustos densos se encuentran entre el 9% y el 14%. Un césped ronda el 20%.
El suelo árido tiene un albedo que depende del color del suelo, y puede ser tan bajo como el 9% o tan alto como el 40%, con campos cultivados alrededor del 15%.
Un desierto o una gran playa suele rondar el 25%, con grandes variaciones debido a los diferentes colores de la arena. [7]
Las estructuras urbanas tienen valores de albedo muy diferentes, porque las estructuras hechas por el hombre a menudo absorben la luz antes de que llegue a la superficie. En las partes del norte del mundo, las ciudades suelen ser muy oscuras, y Edward Walker ha demostrado que su albedo promedio es de alrededor del 7%, con un pequeño aumento durante el verano. En los países tropicales, las ciudades tienen un albedo de alrededor del 12%. Los diferentes valores se derivan directamente de diferentes materiales y estilos de construcción.
La nieve recién caída en un paisaje uniforme tiene un albedo del 90%. Una extensión de nieve compacta (por ejemplo, las tierras bajas de la Antártida ) ronda el 80%.
Debido a que los árboles son tan eficientes para absorber la energía de la luz (a través de la fotosíntesis y los reflejos múltiples del follaje y con la variabilidad entre varias especies de árboles), parecería lógico esperar que la Tierra en su conjunto se enfríe mediante la tala de bosques. Los efectos en realidad no son tan simples, y hay evidencia tanto a favor como en contra de esta hipótesis. Algunos piensan que esto no es cierto porque, en las regiones tropicales, el suelo libre tiene un albedo más bajo y, por lo tanto, absorbe incluso más calor que los árboles. Los bosques también tienden a formar muchas nubes sobre ellos (debido a la evapotranspiración de las plantas) y las nubes tienen un albedo más alto. Sin embargo, es cierto que los ambientes sin árboles en las regiones frías, a menudo cubiertos de nieve, tienen un albedo entre un 10% y un 50% más alto que las regiones vecinas, pero que contienen bosques, y que las temperaturas en latitudes medias son más frías hasta 11 ° C en regiones desoladas. Cerca de los polos , la diferencia tiende a desaparecer porque la cantidad total de luz incidente disminuye considerablemente.
Si un área parcialmente cubierta de nieve se calienta, la nieve tiende a derretirse, lo que reduce el albedo y, por lo tanto, conduce a un derretimiento aún mayor. Este efecto es el punto de partida para los modelos que predicen un fuerte calentamiento de los polos y regiones cubiertas estacionalmente de nieve debido al calentamiento global .
Efectivamente, los pocos partidarios que quedan del antiguo plan de la Unión Soviética para derretir el Océano Ártico se basan principalmente en el argumento de que una vez que el hielo se derrita, las temperaturas nunca serán tan frías como para volver a congelarse. Es probable que su teoría sea falsa, porque los modelos climáticos mostraron que las temperaturas permanecerían bajo cero durante la mayor parte del año. Una vez que el hielo se ha formado en invierno, su alto albedo ayudaría a mantenerlo frío incluso en verano. La temperatura media del Polo Norte en julio se estima en alrededor de -1 ° C, y se cree que sin una capa de hielo se elevaría a unos 6 ° C. [ sin fuente ]
Las nubes son otra fuente de albedo que juega un papel en los patrones de calentamiento global. Los diferentes tipos de nubes tienen un albedo muy diferente, teóricamente entre 0% y 70%.
No se sabe si la acumulación de partículas contaminantes oscuras podría tener el efecto de disminuir el albedo de las nubes, ayudando a calentar la Tierra. Durante los incendios del campo petrolífero de Kuwait en 1991 , las temperaturas en el desierto bajaron un promedio de 7 ° C durante los períodos de mayor cobertura. Por tanto, los datos son contradictorios.
El material particulado también afecta el albedo. Sin embargo, el efecto de este último aún es incierto. Las partículas reflejan la luz solar (efecto directo) pero también indirectamente cambian la dinámica de las nubes (el albedo y la vida útil, ambos aumentan). El material particulado depositado en el hielo puede ayudar a que se derrita más rápido al disminuir el albedo, como se ha observado en algunos glaciares.
Nota
- ^ Libro de oro de la IUPAC - albedo , en goldbook.iupac.org . Consultado el 13 de septiembre de 2016 .
- ↑ a b Brian Pon, Pavement Albedo , en eetd.lbl.gov , Heat Island Group, 30 de junio de 1999. Consultado el 27 de agosto de 2007 (archivado desde el original el 29 de agosto de 2007) .
- ^ Termodinámica | Termodinámica: Albedo | Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo , en nsidc.org . Consultado el 14 de agosto de 2016 .
- ^ Alan K. Betts y John H. Ball, Albedo sobre el bosque boreal , en Journal of Geophysical Research , vol. 102, D24, 1997, págs. 28,901–28,910, Bibcode : 1997JGR ... 10228901B , DOI : 10.1029 / 96JD03876 . Consultado el 27 de agosto de 2007 (archivado desde el original el 30 de septiembre de 2007) .
- ^ a b c d y Tom Markvart y Luis CastaŁżer, Manual práctico de energía fotovoltaica: fundamentos y aplicaciones , Elsevier, 2003, ISBN 1-85617-390-9 .
- ^ G. Tetzlaff, Albedo of the Sahara , en Medición satelital de parámetros de presupuesto de radiación de la Universidad de Colonia , 1983, págs. 60–63.
- ^ Fuente de todo esto: estudio de Edward Walker en las Grandes Llanuras en el invierno, alrededor de 45 ° N
Artículos relacionados
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enlaces externos
- ( ES ) Thermopedia, "Albedo" , en thermopedia.com .
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