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Was ist Albedo?
Die Albedo ist ein Maß für die Reflektivität einer Oberfläche und wird oft zur Beschreibung der Reflektivität der Erdoberfläche verwendet. Es bezieht sich insbesondere auf den Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung, der von einer Oberfläche zurück ins Weltall reflektiert wird. Oberflächen mit hoher Albedo reflektieren mehr Sonnenstrahlung und absorbieren weniger, während Oberflächen mit niedriger Albedo mehr Sonnenstrahlung absorbieren und weniger reflektieren.
Das obige Bild zeigt die relative Absorption von Energie von der Sonne, wobei die Ozeane (tatsächlich) fast 99% absorbieren und Eis und Schnee am wenigsten. Die nicht absorbierte Energie wird zurück in den Weltraum gestrahlt, obwohl ein Teil davon von der Atmosphäre absorbiert werden kann.
Wie man überschüssige Energie loswird
Das obige Bild zeigt, dass die Erde Energie nicht gleichmäßig absorbiert, ihr Albedo variiert. Dies zeigt uns, dass wir Energie davon abhalten können, auf der Erde zu bleiben, wenn wir die Natur ihrer Oberfläche, ihrer Reflexion und ihres Albedos ändern.
eines bestimmten Energiegehalts (Wellenlänge) passiert es, als ob nichts da wäre. Glücklicherweise gibt es einen Bereich im Infrarotteil (Wärme) des Spektrums, der nicht leicht absorbiert wird. Dies wird “IR-Fenster” genannt, rot (Balken rechts).
Erhöhung des Albedos auf dem Land
Durch die Verwendung von Materialien, die im Infrarot (IR)-Spektrum reflektieren, kann man sogar Farben herstellen, die eine Oberfläche unter der Umgebungstemperatur kühlen lassen. Dies liegt daran, dass der Weltraum sehr kalt ist und man immer Wärme verliert, wenn man in den Weltraum abstrahlt.
“Ein Experiment im westlichen Athen ergab, dass das Aufhellen von Asphalt- und Betonpflasterungen die Umgebungstemperatur um jeweils 7,5 Grad und 6,1 Grad Celsius reduzierte.” (Link)
Verschiedene Landnutzungen bedeuten unterschiedliches Albedo. Manchmal ist es ein Kompromiss. Die Wüste hat ein höheres Albedo als Gras oder Wald, aber Gras und Wälder haben andere Vorteile. Wälder können zur Wolkenbildung führen, und Wolken haben ein hohes Albedo, so dass man sich fragen könnte, ob dieser Effekt berücksichtigt werden sollte. Wenn eine Oberfläche mit Schnee bedeckt ist, wird es sehr kalt sein, nicht nur wegen der Höhe oder Jahreszeit, sondern auch, weil die solare Wärme nicht im Boden bleibt und die Luft erwärmt, sondern direkt zurück in den Weltraum reflektiert wird.
Insbesondere für Landwirte gibt es eine Möglichkeit, die Kühle von Kulturen zu erhalten, wenn ein Teil des Landes mit hochalbedoischen Materialien bedeckt werden kann, vorzugsweise organischen oder wiederverwendbaren. Organische Materialien wie Protein-Schäume können ein sehr hohes Albedo haben. Der Effekt kann eine geringere Wärmeerzeugung in der Nähe des Bodens bedeuten, so dass er nicht so schnell austrocknet und die Kulturen nicht welken.
In der Bauumgebung
“Eine kürzlich durchgeführte Studie im Los Angeles County analysierte die Energieeinsparungen durch eine moderat erhöhte Dachalbedo und ergab, dass dadurch Einsparungen von 23% bis 40% bei reduziertem Energieverbrauch erzielt werden können, was kühle Dächer zu einer finanziell attraktiven Option macht.”
Verbesserung des Albedos im Ozean
Die Ozeane haben eine sehr niedrige Albedo von weniger als 1%. Sie absorbieren fast alle Wärme, die auf sie trifft. Dies ist eine ernsthafte Herausforderung. Die Ozeane speichern jetzt Wärme, weil die Atmosphäre die Wärme nicht mehr so leicht passieren lässt wie vor 100 Jahren. Die Oberflächentemperaturen sind dadurch höher und das muss für eine Begrenzung des Klimawandels angegangen werden.
Die Ozeane haben begonnen, mehr Wärme aufgrund des Treibhauseffekts von CO2 und CH4 (Methan) aufzunehmen. Wir könnten die Albedo der Ozeane erhöhen, was auch den Schatten für das Leben im Ozean erhöht, indem wir schwimmende Materialien verwenden, die aus Kunststoff und allen Elementen zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen sowie organischer Faser bestehen. Dies ist eines der Dinge, an denen wir arbeiten müssen.
Albedo-Kleidung
Es gibt immer noch sehr wenige Beispiele für Kleidung, die die Solareinstrahlung reflektiert, obwohl sie hergestellt werden kann. Hierzu folgen bald weitere Informationen.
Albedo-Farben
Es gibt zwei Möglichkeiten, um Albedo-Farben herzustellen, die im Infrarotbereich (IR) reflektieren: Entweder kann man im Wesentlichen einen Schaum herstellen, der wie ein Spiegel funktioniert, weil er kugelförmige Blasen hat (das Licht springt herum), oder man kann Materialien verwenden, die eine starke IR-Reflexion aufweisen. Diese Farben müssen nicht teuer sein. Ein Beispiel finden Sie hier in diesem Beitrag.
Hier finden Sie eine Erklärung zur Herstellung von Baritfarbe von Tech Ingredients.
Albedo-Materialien
Hochreflektierende Materialien können in vielen Formen vorliegen, von Schaumstoffen über PFTE bis hin zu Keramiken. Der Schlüssel ist, dass sie Photonen dorthin zurücksenden, woher sie gekommen sind. Eine Liste finden Sie hier.
Spiegellösung für das Albedo
Spiegel sind keine praktische Lösung, um Energie zurück ins Weltall zu reflektieren. Der Grund dafür liegt in ihrem Energiebedarf bei Produktion und Wartung. Dies steht im krassen Gegensatz zu den Lösungen aus Schaumstoff und IR-reflektierenden Materialien. Es gibt mehrere Initiativen, die ich für ziemlich schwach halte und als Fake betrachte. Eine davon ist Meer.org. Man kann eine gute Zeit haben, viele Subventionen und Sympathie bekommen, aber nichts erreichen. Das ist nicht das, was wir brauchen. Wir brauchen eine proaktive praktische Anwendung von Lösungen.
Das soll nicht heißen, dass wir Spiegel ignorieren sollten, aber wir sollten sicherstellen, dass