Albedo

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L'albedo (dal latino albēdo, "bianchezza", da album, "bianco") di una superficie è la frazione di luce o, più in generale, di radiazione incidente che viene riflessa indietro. L'esatto valore della frazione dipende, per lo stesso materiale, dalla lunghezza d'onda della radiazione considerata. Se la parola albedo viene usata senza ulteriori specifiche, si intende la luce visibile.

L'albedo massima è 1, quando tutta la luce incidente viene riflessa. L'albedo minima è 0, quando nessuna frazione della luce viene riflessa. In termini di luce visibile, il primo caso è quello di un oggetto perfettamente bianco, l'altro di un oggetto perfettamente nero. Valori intermedi significano situazioni intermedie. L'albedo della neve fresca arriva fino a 0,9. Il carbone ha un'albedo molto bassa. Una lavagna ha un'albedo di circa 0,15. L'albedo si può anche misurare in percentuale, ponendo 1 uguale a 100%. La Terra ha un'albedo media di 0,37-0,39, o equivalentemente di 37%-39%.

[modifica] Relazione tra albedo e temperatura

La maggiore o minore riflessione di radiazione incidente, e il conseguente assorbimento, possono influenzare la temperatura di un corpo. Secondo i dati del National Climatic Data Center (USA), che sono composti dalle medie trentennali di migliaia di stazioni meteorologiche sparse per il mondo, la stazione vicina all'università di Fairbanks, Alaska è circa 3°C più calda dell'aeroporto di Fairbanks, una differenza dovuta in gran parte al fatto che l'università è circondata da alberi di pino, e quindi una percentuale minore di superficie è coperta di neve che riflette la radiazione nello spazio. Le stazioni di Neunke e Kukla mostrano che questa differenza è più forte durante gli ultimi mesi invernali, quando la radiazione solare è maggiore. Per dare un altro esempio, l'intera nazione del Belgio (una delle più urbanizzate del mondo) è considerevolmente più calda dell'aperta campagna francese che si trova immediatamente a sudovest, forse anch'essa a causa degli effetti di una differente albedo.

Anche se la relazione tra albedo e temperatura è famosa principalmente tra le regioni più fredde della Terra, ricche di neve, è in realtà più forte nelle regioni tropicali, perché i tropici ricevono molta più luce dal Sole. Quando i contadini brasiliani tagliano scuri alberi di foresta vergine per rimpiazzarli con un suolo ancora più scuro su cui verranno piantate le colture, pare che la temperatura media della zona si alzi di 3° per tutto l'anno.

L'albedo lavora anche su scala più piccola. Le persone che indossano abiti scuri d'estate sentono spesso più caldo di quelle che indossano abiti chiari, e chi soffre di cuore rischia più facilmente un infarto.

[modifica] Albedo tipiche

L'albedo di una foresta di pini a 45° nord di latitudine, che copre interamente la superficie, è di appena il 9%, tra le più basse di un ambiente naturale di terraferma. Questo basso valore deriva in parte dal colore dei pini, e in parte dalle differenti riflessioni della luce in mezzo agli alberi, che diminuisce la quantità di luce riflessa verso l'alto. L'albedo di un oceano, grazie al fatto che la luce penetra nell'acqua, è ancora più bassa: circa il 3,5%, che può cambiare però parecchio con l'angolo della radiazione incidente. I cespugli densi stanno tra il 9% e il 14%. Un prato è attorno al 20%. Un terreno arido ha un albedo che dipende dal colore del suolo, e può essere basso fino al 9% o alto fino al 40%, con i campi coltivabili che si collocano al 15%. Un deserto o una grande spiaggia si collocano in genere attorno al 25%, con grandi variazioni dovuti ai diversi colori della sabbia. (fonte di tutto questo: studio di Edward Walker nelle Grandi Pianure nell'inverno, a circa 45°N)

Le strutture urbane hanno valori di albedo molto diversi, perché le strutture artificiali spesso assorbono la luce prima che essa possa raggiungere la superficie. Nelle parti settentrionali del mondo, le città sono spesso molto scure, e Walker ha mostrato che la loro albedo media è di circa il 7%, con un piccolo incremento durante l'estate. Nelle nazioni tropicali, le città hanno un'albedo attorno al 12%. I differenti valori derivano direttamente da differenti materiali e stili di costruzioni.

La neve fresca appena caduta su un paesaggio uniforme ha un'albedo di 0,9. Un campo di neve più comune (ad esempio, le pianure dell'Antartide) si collocano attorno a 0,8.

Poiché gli alberi sono così efficienti nell'assorbire calore, sembrerebbe logico che tagliando le foreste si otterrebbe un raffreddamento della Terra nel suo insieme. Gli effetti non sono però così semplici, e ci sono prove sia pro che contro quest'ipotesi. Alcuni pensano che non sia vero perché, nelle regioni tropicali, il suolo ha un'albedo minore ed assorbe perciò ancora più calore degli alberi. Le foreste tendono inoltre a formare molte nubi sopra di esse, e le nubi hanno un'albedo più alta. È però vero che ambienti senza alberi in regioni fredde, spesso coperti di neve, hanno un'albedo tra il 10% e il 50% più alta di regioni vicine, ma contenenti foreste, e che le temperature alle medie latitudini sono più fredde fino a 11°C in regioni desolate. Vicino ai poli, la differenza tende a scomparire perché diminuisce molto l'ammontare di luce incidente.

Se un'area parzialmente coperta di neve si riscalda, la neve tende a sciogliersi, abbassando l'albedo e portando quindi a uno scioglimento ancora maggiore. Quest'effetto è la base di partenza per i modelli che prevedono un forte riscaldamento dei poli e delle regioni coperte stagionalmente di neve a causa del riscaldamento globale.

In effetti, i pochi sostenitori rimanenti del vecchio piano dell'Unione Sovietica di sciogliere il Mare Glaciale Artico si basano soprattutto sull'argomento che, una volta sciolto il ghiaccio, le temperature non diventerebbero mai così fredde da farlo ghiacciare di nuovo. La loro teoria è probabilmente falsa, perché i modelli climatici hanno mostrato che le temperature rimarrebbero sotto lo zero per la maggior parte dell'anno. Una volta formatosi del ghiaccio in inverno, la sua alta albedo contribuirebbe a tenerlo freddo anche d'estate. La temperatura media del Polo Nord in luglio è stimata a circa -1°C, e si pensa che senza una calotta di ghiaccio salirebbe a circa 6°C.

Le nuvole sono un'altra sorgente di albedo che giocano un ruolo nei modelli di riscaldamento globale. Tipi differenti di nuvole hanno un'albedo molto differente, compresa in teoria tra 0% e 70%.

Non si sa se l'accumulo di particelle inquinanti scure possa avere l'effetto di diminuire l'albedo delle nuvole, contribuendo a scaldare la Terra. Durante gli incendi dei pozzi petroliferi del Kuwait nel 1991, le temperature nel deserto scesero in media di 7°C durante i periodi di maggiore copertura. I dati sono quindi contrastanti.