Альбедо ( / æ l ˈ b iː d oʊ / al- BEE -doh ; от лат. albedo 'белизна') — это доля солнечного света , которая диффузно отражается телом. Она измеряется по шкале от 0 (соответствует черному телу , поглощающему все падающее излучение) до 1 (соответствует телу, отражающему все падающее излучение). Альбедо поверхности определяется как отношение излучательности J e к облученности E e (потоку на единицу площади), получаемой поверхностью. [2] Отраженная доля определяется не только свойствами самой поверхности, но и спектральным и угловым распределением солнечного излучения, достигающего поверхности Земли. [3] Эти факторы меняются в зависимости от состава атмосферы, географического положения и времени (см. положение Солнца ).
В то время как направленно-полусферический коэффициент отражения рассчитывается для одного угла падения (т. е. для заданного положения Солнца), альбедо представляет собой направленную интеграцию отражения по всем солнечным углам за заданный период. Временное разрешение может варьироваться от секунд (полученных из измерений потока) до ежедневных, ежемесячных или годовых средних значений.
Если не указано для конкретной длины волны (спектральное альбедо), альбедо относится ко всему спектру солнечного излучения. [4] Из-за ограничений измерения оно часто указывается для спектра, в котором большая часть солнечной энергии достигает поверхности (между 0,3 и 3 мкм). Этот спектр включает видимый свет (0,4–0,7 мкм), что объясняет, почему поверхности с низким альбедо кажутся темными (например, деревья поглощают большую часть излучения), тогда как поверхности с высоким альбедо кажутся яркими (например, снег отражает большую часть излучения).
Обратная связь лед-альбедо — это климатический процесс с положительной обратной связью , при котором изменение площади ледяных шапок , ледников и морского льда изменяет альбедо и температуру поверхности планеты. Лед обладает высокой отражательной способностью, поэтому он отражает гораздо больше солнечной энергии обратно в космос, чем другие типы суши или открытая вода. Обратная связь лед-альбедо играет важную роль в глобальном изменении климата . [5] Альбедо — важное понятие в климатологии .
Поверхность | Типичное альбедо |
---|---|
Свежий асфальт | 0,04 [6] |
Открытый океан | 0,06 [7] |
Изношенный асфальт | 0,12 [6] |
Хвойный лес, лето | 0,08, [8] 0,09 до 0,15 [9] |
Лиственный лес | 0,15–0,18 [9] |
Голая почва | 0,17 [10] |
Зеленая трава | 0,25 [10] |
Песок пустыни | 0,40 [11] |
Новый бетон | 0,55 [10] |
Лед океанский | 0,50–0,70 [10] |
Свежий снег | 0,80 [10] |
Алюминий | 0,85 [12] [13] |
Любое альбедо в видимом свете находится в диапазоне от около 0,9 для свежего снега до около 0,04 для древесного угля, одного из самых темных веществ. Глубоко затененные полости могут достигать эффективного альбедо, приближающегося к нулю черного тела . При взгляде с расстояния поверхность океана имеет низкое альбедо, как и большинство лесов, в то время как пустынные районы имеют одни из самых высоких альбедо среди форм рельефа. Большинство участков суши находятся в диапазоне альбедо от 0,1 до 0,4. [14] Среднее альбедо Земли составляет около 0,3. [15] Это намного выше, чем для океана, в первую очередь из-за вклада облаков.
Альбедо поверхности Земли регулярно оценивается с помощью спутниковых датчиков наблюдения за Землей , таких как приборы MODIS NASA на борту спутников Terra и Aqua , а также прибор CERES на Suomi NPP и JPSS . Поскольку количество отраженного излучения измеряется спутником только для одного направления, а не для всех направлений, используется математическая модель для перевода выборочного набора измерений спутниковой отражательной способности в оценки направленно-полусферической отражательной способности и биполусферической отражательной способности (например, [16] ). Эти расчеты основаны на функции распределения двунаправленной отражательной способности (BRDF), которая описывает, как отражательная способность заданной поверхности зависит от угла зрения наблюдателя и угла падения солнечных лучей. BDRF может облегчить перевод наблюдений отражательной способности в альбедо. [ необходима цитата ]
Средняя температура поверхности Земли из-за ее альбедо и парникового эффекта в настоящее время составляет около 15 °C (59 °F). Если бы Земля была полностью заморожена (и, следовательно, имела бы большую отражательную способность), средняя температура планеты упала бы ниже −40 °C (−40 °F). [17] Если бы только континентальные массивы суши были покрыты ледниками, средняя температура планеты упала бы примерно до 0 °C (32 °F). [18] Напротив, если бы вся Земля была покрыта водой — так называемая планета-океан — средняя температура на планете поднялась бы почти до 27 °C (81 °F). [19]
В 2021 году ученые сообщили, что Земля потускнела примерно на 0,5% за два десятилетия (1998–2017), как было измерено по пепельному свету с использованием современных фотометрических методов. Это могло быть вызвано как изменением климата , так и существенным усилением глобального потепления. Однако связь с изменением климата до сих пор не исследовалась, и неясно, представляет ли это собой продолжающуюся тенденцию. [20] [21]
Для земных поверхностей было показано, что альбедо при определенном угле солнечного зенита θ i можно приблизительно определить пропорциональной суммой двух членов:
Если представить долю прямого излучения от заданного угла падения солнечных лучей, а долю рассеянного освещения, то фактическое альбедо (также называемое альбедо голубого неба) можно определить следующим образом:
Эта формула важна, поскольку она позволяет рассчитать альбедо для любых заданных условий освещенности на основе знания внутренних свойств поверхности. [22]
Деятельность человека (например, вырубка лесов, сельское хозяйство и урбанизация) изменяет альбедо различных областей по всему миру. [23] Влияние человека на «физические свойства поверхности земли может нарушить климат, изменяя баланс лучистой энергии Земли» даже в небольших масштабах или когда оно не обнаруживается спутниками. [24]
Урбанизация обычно снижает альбедо (обычно на 0,01–0,02 ниже, чем у соседних пахотных земель ), что способствует глобальному потеплению . Намеренное увеличение альбедо в городских районах может смягчить эффект городского острова тепла . Оценка, проведенная в 2022 году, показала, что в глобальном масштабе «увеличение альбедо на 0,1 в городских районах мира приведет к охлаждающему эффекту, эквивалентному поглощению ~44 Гт выбросов CO2 ». [25]
Намеренное увеличение альбедо поверхности Земли, а также ее дневного теплового излучения , было предложено в качестве стратегии управления солнечным излучением для смягчения энергетических кризисов и глобального потепления, известной как пассивное дневное радиационное охлаждение (PDRC). [26] [27] [28] Усилия по широкому внедрению PDRC могут быть сосредоточены на максимизации альбедо поверхностей от очень низких до высоких значений, при условии, что может быть достигнуто тепловое излучение не менее 90%. [29]
Десятки тысяч гектаров теплиц в Альмерии, Испания, образуют большое пространство из побеленных пластиковых крыш. Исследование 2008 года показало, что это антропогенное изменение снизило температуру локальной поверхности в области с высоким альбедо, хотя изменения были локализованы. [24] Последующее исследование показало, что «выбросы CO2-экв., связанные с изменениями в альбедо поверхности, являются следствием трансформации земель» и могут снизить повышение температуры поверхности, связанное с изменением климата. [30]
Альбедо не зависит напрямую от освещенности, поскольку изменение количества входящего света пропорционально изменяет количество отраженного света, за исключением случаев, когда изменение освещенности вызывает изменение поверхности Земли в этом месте (например, из-за таяния отражающего льда). Однако альбедо и освещенность изменяются в зависимости от широты. Альбедо имеет наибольшее значение вблизи полюсов и наименьшее в субтропиках, с локальным максимумом в тропиках. [31]
Интенсивность температурных эффектов альбедо зависит от величины альбедо и уровня локальной инсоляции ( солнечной радиации ); области с высоким альбедо в Арктике и Антарктике холодные из-за низкой инсоляции, тогда как такие области, как пустыня Сахара , которые также имеют относительно высокое альбедо, будут жарче из-за высокой инсоляции. Тропические и субтропические леса имеют низкое альбедо и намного жарче, чем их умеренные лесные аналоги, которые имеют более низкую инсоляцию. Поскольку инсоляция играет такую большую роль в нагревательных и охлаждающих эффектах альбедо, области с высокой инсоляцией, такие как тропики, будут иметь тенденцию демонстрировать более выраженные колебания локальной температуры при изменении локального альбедо. [32]
Арктические регионы заметно выделяют больше тепла обратно в космос, чем поглощают, эффективно охлаждая Землю . Это стало проблемой, поскольку арктический лед и снег тают быстрее из-за более высоких температур, создавая регионы в Арктике, которые заметно темнее (вода или земля имеют более темный цвет) и отражают меньше тепла обратно в космос. Эта обратная связь приводит к снижению эффекта альбедо. [33]
Альбедо влияет на климат , определяя, сколько радиации поглощает планета. [36] Неравномерный нагрев Земли из-за различий альбедо между поверхностями суши, льда и океана может влиять на погоду . [ необходима ссылка ]
Реакция климатической системы на первоначальное воздействие изменяется обратными связями: усиливается «самоусиливающимися» или «положительными» обратными связями и ослабляется «уравновешивающими» или «отрицательными» обратными связями . [37] Основными усиливающими обратными связями являются обратная связь по водяному пару , обратная связь по альбедо льда и чистый эффект облаков. [38] : 58
Когда альбедо области изменяется из-за снегопада, возникает обратная связь между снегом и температурой . Слой снега увеличивает локальное альбедо, отражая солнечный свет, что приводит к локальному охлаждению. В принципе, если никакие внешние изменения температуры не влияют на эту область (например, теплая воздушная масса ), повышенное альбедо и более низкая температура сохранят текущий снег и приведут к дальнейшему снегопаду, углубляя обратную связь между снегом и температурой. Однако, поскольку местная погода динамична из-за смены сезонов , в конечном итоге теплые воздушные массы и более прямой угол солнечного света (более высокая инсоляция ) вызывают таяние. Когда таявшая область показывает поверхности с более низким альбедо, такие как трава, почва или океан, эффект обратный: затемняющаяся поверхность снижает альбедо, увеличивая локальные температуры, что вызывает большее таяние и, таким образом, еще большее снижение альбедо, что приводит к еще большему нагреванию.
Альбедо снега сильно варьируется, варьируясь от 0,9 для свежевыпавшего снега до 0,4 для тающего снега и до 0,2 для грязного снега. [39] Над Антарктидой альбедо снега в среднем составляет немного больше 0,8. Если незначительно покрытая снегом область нагревается, снег имеет тенденцию таять, снижая альбедо и, следовательно, приводя к большему таянию снега, поскольку больше радиации поглощается снежным покровом ( положительная обратная связь лед-альбедо ).
В Швейцарии граждане защищают свои ледники большими белыми брезентом, чтобы замедлить таяние льда. Эти большие белые листы помогают отражать солнечные лучи и отводить тепло. Хотя этот метод очень дорогой, он показал свою эффективность, сократив таяние снега и льда на 60%. [40]
Так же, как свежий снег имеет более высокое альбедо, чем грязный снег, альбедо покрытого снегом морского льда намного выше, чем у морской воды. Морская вода поглощает больше солнечной радиации , чем та же поверхность, покрытая отражающим снегом. Когда морской лед тает, либо из-за повышения температуры моря, либо в ответ на повышенное солнечное излучение сверху, заснеженная поверхность уменьшается, и больше поверхности морской воды обнажается, поэтому скорость поглощения энергии увеличивается. Дополнительная поглощенная энергия нагревает морскую воду, что, в свою очередь, увеличивает скорость таяния морского льда. Как и в предыдущем примере таяния снега, процесс таяния морского льда является, таким образом, еще одним примером положительной обратной связи. [41] Оба цикла положительной обратной связи давно признаны важными для глобального потепления . [ необходима цитата ]
Криоконит , порошкообразная переносимая ветром пыль, содержащая сажу, иногда снижает альбедо ледников и ледяных щитов. [42]
Динамическая природа альбедо в ответ на положительную обратную связь, вместе с эффектами небольших ошибок в измерении альбедо, может привести к большим ошибкам в оценках энергии. Из-за этого, чтобы уменьшить ошибку в оценках энергии, важно измерять альбедо покрытых снегом территорий с помощью методов дистанционного зондирования, а не применять единое значение для альбедо для широких регионов. [ необходима цитата ]
Альбедо работает и в меньших масштабах. При солнечном свете темная одежда поглощает больше тепла, а светлая одежда отражает его лучше, что позволяет контролировать температуру тела, используя эффект альбедо цвета внешней одежды. [43]
Альбедо может влиять на выход электроэнергии солнечных фотоэлектрических устройств . Например, эффекты спектрально-чувствительного альбедо иллюстрируются различиями между спектрально-взвешенным альбедо солнечной фотоэлектрической технологии на основе гидрогенизированного аморфного кремния (a-Si:H) и кристаллического кремния (c-Si) по сравнению с традиционными спектрально-интегрированными прогнозами альбедо. Исследования показали влияние более 10% для вертикально (90°) установленных систем, но такие эффекты были существенно ниже для систем с меньшими наклонами поверхности. [44] Спектральное альбедо сильно влияет на производительность двусторонних солнечных элементов , где для элементов c-Si, установленных над здоровой растительностью, наблюдалось увеличение производительности задней поверхности более чем на 20%. [45] Анализ смещения, вызванного зеркальной отражательной способностью 22 распространенных поверхностных материалов (как созданных человеком, так и природных), предоставил эффективные значения альбедо для моделирования производительности семи фотоэлектрических материалов, установленных на трех распространенных топологиях фотоэлектрических систем: промышленные (солнечные фермы), коммерческие плоские крыши и жилые скатные крыши. [46]
This section needs to be updated. The reason given is: the references used are quite old; there must be more updated information available in the IPCC Sixth Assessment Report. (March 2023) |
Леса, как правило, имеют низкое альбедо, поскольку большая часть ультрафиолетового и видимого спектра поглощается посредством фотосинтеза . По этой причине большее поглощение тепла деревьями может компенсировать некоторые выгоды от лесонасаждения в плане углерода (или компенсировать негативные климатические последствия вырубки лесов ). Другими словами: эффект смягчения последствий изменения климата за счет секвестрации углерода лесами частично уравновешивается тем, что лесовосстановление может уменьшить отражение солнечного света (альбедо). [47]
В случае вечнозеленых лесов с сезонным снежным покровом уменьшение альбедо может быть достаточно значительным для того, чтобы вырубка лесов вызвала чистый охлаждающий эффект. [48] Деревья также влияют на климат чрезвычайно сложным образом через эвапотранспирацию . Водяной пар вызывает охлаждение на поверхности земли, вызывает нагревание там, где он конденсируется, действует как сильный парниковый газ и может увеличивать альбедо, когда конденсируется в облака. [49] Ученые обычно рассматривают эвапотранспирацию как чистое охлаждающее воздействие, а чистое климатическое воздействие изменений альбедо и эвапотранспирации из-за вырубки лесов во многом зависит от местного климата. [50]
Леса средних и высоких широт имеют гораздо более низкое альбедо во время снежных сезонов, чем ровная местность, что способствует потеплению. Моделирование, сравнивающее эффекты различий альбедо между лесами и лугами, предполагает, что расширение площади лесов в умеренных зонах дает лишь временный эффект смягчения. [51] [52] [53] [54]
В сезонно покрытых снегом зонах зимнее альбедо безлесных территорий на 10–50 % выше, чем в близлежащих лесных районах, поскольку снег не так легко покрывает деревья. Лиственные деревья имеют значение альбедо около 0,15–0,18, тогда как хвойные деревья имеют значение около 0,09–0,15. [9] Изменение летнего альбедо в обоих типах леса связано с максимальными скоростями фотосинтеза, поскольку растения с высокой способностью к росту демонстрируют большую долю своей листвы для прямого перехвата входящего излучения в верхнем пологе. [55] Результатом является то, что длины волн света, не используемые в фотосинтезе, с большей вероятностью отражаются обратно в космос, а не поглощаются другими поверхностями ниже в пологе.
Исследования Центра Хэдли изучали относительное (в целом потепление) влияние изменения альбедо и (охлаждение) влияние секвестрации углерода на посадку лесов. Они обнаружили, что новые леса в тропических и средних широтах имели тенденцию к охлаждению; новые леса в высоких широтах (например, в Сибири) были нейтральными или, возможно, потеплением. [48]
Исследования 2023 года, проведенные на 176 станциях наблюдения за потоками по всему миру, выявили климатический компромисс: увеличение поглощения углерода в результате лесонасаждения приводит к снижению альбедо. Первоначально это снижение может привести к умеренному глобальному потеплению в течение примерно 20 лет, но, как ожидается, впоследствии оно перейдет в значительное похолодание. [56]
Вода отражает свет совсем не так, как типичные земные материалы. Отражательная способность водной поверхности рассчитывается с использованием уравнений Френеля .
В масштабе длины волны света даже волнистая вода всегда гладкая, поэтому свет отражается локально зеркально (не диффузно ). Отблеск света от воды является обычным эффектом этого. При малых углах падающего света волнистость приводит к снижению отражательной способности из-за крутизны кривой отражательной способности по отношению к углу падения и локально увеличенному среднему углу падения. [57]
Хотя отражательная способность воды очень низкая при низких и средних углах падающего света, она становится очень высокой при высоких углах падающего света, таких как те, которые возникают на освещенной стороне Земли вблизи терминатора ( раннее утро, поздний вечер и вблизи полюсов). Однако, как упоминалось выше, волнистость вызывает заметное снижение. Поскольку свет, зеркально отраженный от воды, обычно не достигает наблюдателя, вода обычно считается имеющей очень низкое альбедо, несмотря на ее высокую отражательную способность при высоких углах падающего света.
Обратите внимание, что белые шапки на волнах выглядят белыми (и имеют высокое альбедо), потому что вода вспенена, поэтому есть много наложенных друг на друга пузырьковых поверхностей, которые отражают, суммируя свои отражательные способности. Свежий «черный» лед демонстрирует френелевское отражение. Снег на поверхности этого морского льда увеличивает альбедо до 0,9. [58]
Альбедо облаков оказывает существенное влияние на температуру атмосферы. Различные типы облаков демонстрируют различную отражательную способность, теоретически варьирующуюся в альбедо от минимума около 0 до максимума, приближающегося к 0,8. «В любой день около половины Земли покрыто облаками, которые отражают больше солнечного света, чем земля и вода. Облака сохраняют прохладу на Земле, отражая солнечный свет, но они также могут служить одеялами для удержания тепла». [59]
На альбедо и климат в некоторых районах влияют искусственные облака, например, те, которые создаются инверсионными следами тяжелых коммерческих авиалайнеров. [60] Исследование, проведенное после пожара на кувейтских нефтяных месторождениях во время иракской оккупации, показало, что температура под горящими нефтяными пожарами была на 10 °C (18 °F) ниже, чем температура в нескольких милях от них при ясном небе. [61]
Аэрозоли (очень мелкие частицы/капли в атмосфере) оказывают как прямое, так и косвенное воздействие на радиационный баланс Земли. Прямое (альбедо) воздействие, как правило, заключается в охлаждении планеты; косвенное воздействие (частицы действуют как ядра конденсации облаков и тем самым изменяют свойства облаков) менее определенно. [62]
Другим связанным с альбедо эффектом на климат являются частицы черного углерода . Размер этого эффекта трудно количественно оценить: Межправительственная группа экспертов по изменению климата оценивает, что глобальное среднее радиационное воздействие для аэрозолей черного углерода от ископаемого топлива составляет +0,2 Вт м −2 с диапазоном от +0,1 до +0,4 Вт м −2 . [63] Черный углерод является более серьезной причиной таяния полярной ледяной шапки в Арктике, чем углекислый газ, из-за его влияния на альбедо. [64] [ не удалось проверить ]
В астрономии термин «альбедо» может быть определен несколькими способами в зависимости от области применения и длины волны электромагнитного излучения.
Альбедо планет , спутников и малых планет, таких как астероиды, можно использовать для получения многих выводов об их свойствах. Изучение альбедо, их зависимости от длины волны, угла освещения («фазового угла») и изменения во времени составляет основную часть астрономической области фотометрии . Для малых и далеких объектов, которые не могут быть разрешены телескопами, многое из того, что мы знаем, исходит из изучения их альбедо. Например, абсолютное альбедо может указывать на содержание льда на поверхности внешних объектов Солнечной системы , изменение альбедо в зависимости от фазового угла дает информацию о свойствах реголита , тогда как необычно высокое радиолокационное альбедо указывает на высокое содержание металлов в астероидах .
Энцелад , спутник Сатурна, имеет одно из самых высоких известных оптических альбедо среди всех тел Солнечной системы, с альбедо 0,99. Другим заметным телом с высоким альбедо является Эрида , с альбедо 0,96. [65] Многие небольшие объекты во внешней Солнечной системе [66] и поясе астероидов имеют низкие альбедо, вплоть до 0,05. [67] Типичное ядро кометы имеет альбедо 0,04. [68] Считается, что такая темная поверхность указывает на примитивную и сильно выветренную космическим воздействием поверхность, содержащую некоторые органические соединения .
Общее альбедо Луны оценивается примерно в 0,14, [69] но оно является строго направленным и неламбертовским , демонстрируя также сильный оппозиционный эффект . [70] Хотя такие отражательные свойства отличаются от свойств любых земных ландшафтов, они типичны для реголитовых поверхностей безвоздушных тел Солнечной системы.
Два распространенных оптических альбедо, которые используются в астрономии, — это геометрическое альбедо (диапазон V) (измерение яркости, когда освещение исходит прямо позади наблюдателя) и альбедо Бонда (измерение общей доли отраженной электромагнитной энергии). Их значения могут существенно различаться, что является распространенным источником путаницы.
Планета | Геометрический | Связь |
---|---|---|
Меркурий | 0,142 [71] | 0,088 [72] или 0,068 |
Венера | 0,689 [71] | 0,76 [73] или 0,77 |
Земля | 0,434 [71] | 0,294 [74] |
Марс | 0,170 [71] | 0,250 [75] |
Юпитер | 0,538 [71] | 0,343±0,032 [76] и также 0,503±0,012 [77] |
Сатурн | 0,499 [71] | 0,342 [78] |
Уран | 0,488 [71] | 0,300 [79] |
Нептун | 0,442 [71] | 0,290 [80] |
В подробных исследованиях направленные отражательные свойства астрономических тел часто выражаются в терминах пяти параметров Хапке , которые полуэмпирически описывают изменение альбедо с фазовым углом , включая характеристику эффекта оппозиции поверхностей реголита . Одним из этих пяти параметров является еще один тип альбедо, называемый альбедо однократного рассеяния . Он используется для определения рассеяния электромагнитных волн на малых частицах. Он зависит от свойств материала ( показателя преломления ), размера частицы и длины волны входящего излучения.
Важное соотношение между астрономическим (геометрическим) альбедо объекта, абсолютной величиной и диаметром определяется по формуле: [81] где — астрономическое альбедо, — диаметр в километрах, — абсолютная величина.
В планетарной радиолокационной астрономии микроволновый (или радиолокационный) импульс передается в направлении планетарной цели (например, Луны, астероида и т. д.) и измеряется эхо от цели. В большинстве случаев переданный импульс имеет круговую поляризацию , а полученный импульс измеряется в том же направлении поляризации, что и переданный импульс (SC), и в противоположном направлении (OC). [82] [83] Мощность эха измеряется в терминах эффективной площади рассеяния радара , , , или (общая мощность, SC + OC) и равна площади поперечного сечения металлической сферы (идеального отражателя) на том же расстоянии, что и цель, которая вернула бы ту же мощность эха. [82]
Те компоненты полученного эха, которые возвращаются от отражений первой поверхности (например, от гладкой или зеркальной поверхности), доминируют над компонентом OC, поскольку при отражении происходит изменение поляризации. Если поверхность шероховатая в масштабе длины волны или имеется значительное проникновение в реголит, в эхе будет значительная компонента SC, вызванная многократным рассеянием. [83]
Для большинства объектов в Солнечной системе преобладает эхо-сигнал OC, и наиболее часто сообщаемым параметром радиолокационного альбедо является (нормализованное) радиолокационное альбедо OC (часто сокращенно до радиолокационного альбедо): [82]
где знаменатель — эффективная площадь поперечного сечения целевого объекта со средним радиусом, . Гладкая металлическая сфера имела бы .
Объект | |
---|---|
Луна | 0,06 [82] |
Меркурий | 0,05 [82] |
Венера | 0,10 [82] |
Марс | 0,06 [82] |
Средний астероид S-типа | 0,14 [84] |
Средний астероид типа C | 0,13 [84] |
Средний астероид класса М | 0,26 [85] |
Комета P/2005 JQ5 | 0,02 [86] |
Значения, указанные для Луны, Меркурия, Марса, Венеры и кометы P/2005 JQ5, получены из общего (OC+SC) радиолокационного альбедо, указанного в этих источниках.
В случае, если большая часть эха исходит от первых отражений поверхности ( или около того), альбедо радара OC является приближением первого порядка коэффициента отражения Френеля (он же отражательная способность) [83] и может использоваться для оценки объемной плотности поверхности планеты на глубине около метра (несколько длин волн радара, которые обычно находятся в дециметровом масштабе) с использованием следующих эмпирических соотношений: [87]
Термин «альбедо» был введен в оптику Иоганном Генрихом Ламбертом в его работе «Фотометрия» 1760 года . [ необходима ссылка ]
Наблюдения альбедо поверхности Земли для исследования климата
Соответственно, крайне желательно проектирование и изготовление эффективного PDRC с достаточно высоким коэффициентом отражения солнечного света (𝜌¯solar) (λ ~ 0,3–2,5 мкм) для минимизации притока солнечного тепла и одновременно сильным тепловым излучением LWIR (ε¯LWIR) для максимизации потерь лучистого тепла. Когда входящее лучистое тепло от Солнца уравновешивается исходящим лучистым тепловым излучением, температура Земли может достичь своего устойчивого состояния.
Пассивное дневное радиационное охлаждение (PDRC) рассеивает земное тепло в чрезвычайно холодном космическом пространстве без использования какой-либо энергии или загрязнения окружающей среды. Оно может одновременно решить две основные проблемы энергетического кризиса и глобального потепления.
Таким образом, поскольку производители рассматривают разработку материалов PDRC для применения в строительстве, их усилия должны непропорционально фокусироваться на увеличении значений поверхностного солнечного отражения (альбедо), сохраняя при этом обычную теплоизлучательную способность.