Albedo-Effekt und der Schatten

Der Albedoeffekt zeigt die Fähigkeit einer Oberfläche, Sonneneinstrahlung zurückzuwerfen: Je heller eine Oberfläche, desto mehr Sonnenlicht wird zurückgeschickt und desto weniger wird in Wärme umgewandelt. Ein entscheidender Faktor für die Klimaentwicklung..

Albedo der Erde

Unsere Erde hat eine mittlere Albedo von ca. 0.3, d.h. 30 % der Sonnenstrahlung werden von der Erde reflektiert und wieder in den Weltraum zurückgeschickt. Allerdings ist die Albedo nicht auf der ganzen Erde gleich. In den hohen Breiten zu den Polen hin, wo viel Schnee liegt, ist sie deutlich höher als über Land und Wasserflächen in den mittleren und niederen Breiten. Auch die Wolken beeinflussen die Albedo der Erde. Dort wo es viele Wolken gibt, wie zum Beispiel am Äquator und in den mittleren Breiten, ist die Albedo höher als über wolkenfreien Gebieten in den Subtropen. Hier haben allerdings auch die Wüstengebiete eine relativ hohe Albedo, die deutlich über der von Wald liegt.

Albedo und Wald

Bisher glaubte die Wissenschaft, dass Wälder, die eine geringere Albedo haben als manche unbewaldete Gebiete (Wald hat nur 15-18% Reflexion, eine Wiese 15-25%), einen Temperaturanstieg verursachen. Eine aktuelle Studie hat ein neues Element gefunden, das diesem Effekt entgegenwirken könnte: die Wolken. Die Auswirkungen der Aufforstung auf das Klima sind äußerst schwer zu messen. Theoretisch nehmen Bäume CO2 auf, was gut für das Klima ist. Aber auf lokaler Ebene speichern Bäume durch den Albedo-Effekt eher Wärme, da die Oberfläche dunkler ist, wenn sie von Wald bedeckt ist. In gemäßigten Zonen wie Europa, wo die meisten Bäume Nadelbäume sind, die eine sehr niedrige Albedo (zwischen 5 und 15%) aufweisen, glaub(t)en Wissenschaftler, dass die Aufforstung letztlich die Atmosphäre erwärmt.

Wälder, die ja auch Wasser aufnehmen, können dennoch eine kühlende Wirkung haben, wenn man ein neues Element berücksichtigt: Wolken. Wolken bilden sich tendenziell häufiger über bewaldeten Gebieten. Die Anpflanzung von Bäumen auf großen Flächen würde daher zur Abkühlung des Klimas beitragen. Dank der Evapotranspiration produzieren die Bäume viel Feuchtigkeit, die sich in den Wolken des Tages konzentriert. (Bäume kühlen ihre Umgebung durch Transpiration ab. Dabei verdunstet Wasser über die Blätter, was Wärme entzieht). Aufgrund ihrer hohen Albedo, die der von Schnee ähnelt, können Wolken die Sonneneinstrahlung besonders gut abhalten. Nicht umsonst erwägen Wissenschaftler, künstliche Wolken zu erzeugen, um das Klima abzukühlen.

Albedo und Schatten: Kein Widerspruch, sondern ein Zusammenspiel

Die Begriffe Albedo und Schatten scheinen auf den ersten Blick widersprüchlich, da Albedo die Fähigkeit einer Oberfläche beschreibt, Sonnenlicht zu reflektieren, während Schatten die Abwesenheit von direktem Sonnenlicht darstellt. Tatsächlich ergänzen sich beide Konzepte und beeinflussen sich gegenseitig.

Beispiel:

• Ein Baum mit hellen Blättern (hoher Albedo) wirft einen deutlichen Schatten. In diesem Schattenbereich ist die Temperatur niedriger, da weniger Sonnenlicht absorbiert wird.
• Eine dunkle Asphaltfläche (niedrige Albedo) heizt sich stark auf und gibt diese Wärme wieder ab. Der Schatten eines Gebäudes auf dieser Fläche führt zu einer kühleren Stelle und somit zu einer lokalen Erhöhung der Albedo, da die Asphaltfläche dort weniger Wärme abstrahlt.

Warum ist das Zusammenspiel von Albedo und Schatten wichtig?

Klimaregulation: Der Albedo-Effekt und die Schattenbildung beeinflussen das lokale Klima. In Städten können Bäume durch ihren Schatten und ihre hohe Albedo zur Kühlung beitragen.

Ökosysteme: In natürlichen Ökosystemen spielen Schatten und Albedo eine wichtige Rolle für die Verteilung von Pflanzen und Tieren.

Bauwesen: Beim Bau von Gebäuden wird der Schattenwurf von Gebäuden und Bäumen berücksichtigt, um die Energieeffizienz zu erhöhen und ein angenehmes Raumklima zu schaffen.

Fazit:

Albedo und Schatten sind eng miteinander verbunden und beeinflussen sich gegenseitig. Das Verständnis dieses Zusammenspiels ist wichtig, um die Auswirkungen von Landnutzung, Klimawandel und urbanen Entwicklungen auf unser Klima und unsere Umwelt besser zu verstehen und zu bewerten.

by maximilian lötsch