Albedo
Englisch: albedo
Anteil der einfallenden Lichtstrahlung oder Strahlung, die von einer Oberfläche oder einem Körper reflektiert wird, üblicherweise in Prozent ausgedrückt
Albedo: wie viel Licht eine Oberfläche zurückwirft
Albedo ist das Verhältnis von Licht oder elektromagnetischer Strahlung, die von einer Oberfläche reflektiert wird, zur Gesamtmenge der auftreffenden Strahlung. Eine vollkommen schwarze Oberfläche hat eine Albedo von 0, ein perfekter Spiegel eine Albedo von 1. In der praktischen Arbeit liegen Albedowerte in großer Spannweite vor: Neuschnee liegt bei etwa 0,8 bis 0,9, Beton bei etwa 0,3 bis 0,4 und Asphalt bei etwa 0,05 bis 0,1. Der Begriff stammt vom lateinischen Wort albus, das weiß bedeutet, und wird in der Optikwissenschaft seit dem 19. Jahrhundert verwendet.
In der Bildgebung und Fernerkundung ist die Albedomesung unverzichtbar. Satellitengeräte messen die Albedo der Erdoberfläche, um Veränderungen der Eisbedeckung, Vegetation und urbaner Wärmeinseln zu verfolgen. Verschiedene Spektralbereiche haben unterschiedliche Albedowerte: Eine Oberfläche könnte 40 Prozent des sichtbaren Lichts reflektieren, aber nur 20 Prozent des nahinfraroten Lichts. Diese Variation ist der Grund, warum Multispektralbildsysteme ihre Messungen in einzelne Wellenlängenbereiche aufteilen.
Die Albedo hängt von der Oberflächenstruktur, der Materialzusammensetzung und der Wellenlänge der auftreffenden Strahlung ab. Eine raue Oberfläche hat typischerweise eine niedrigere Albedo als eine glatte Oberfläche aus dem gleichen Material, weil die Rauheit Schatten und mehrfache innere Reflexionen erzeugt, die das Licht eintrappen. Oxidation, Verwitterung und Verschmutzung reduzieren alle die Albedo, indem sie Oberflächen verdunkeln und die Lichtabsorption erhöhen. Kalibrierstandards in optischen Laboren nutzen Materialien mit bekannter, stabiler Albedo: Bariumsulfatpulver behält beispielsweise eine Albedo von etwa 0,97 über das sichtbare und nahinfrarote Spektrum.
Albedo beim Systemdesign
Optische Geräte müssen Albedoverluste in ihren optischen Strahlengang einberechnen. Ein System mit fünf optischen Oberflächen, jede mit einer Albedo von 0,98, behält nur etwa 90 Prozent des auftreffenden Lichts; der Rest geht durch Reflexion an jeder Grenzfläche verloren. Antireflexbeschichtungen reduzieren diesen Verlust durch Anpassung der Brechungsindizes zwischen Materialien, wodurch die Albedo der Grenzfläche selbst wirksam gesenkt wird. Bei der Wärmebild-Technik wirken Oberflächen mit hoher Albedo kühler als solche mit niedriger Albedo bei der gleichen physikalischen Temperatur, weil sie mehr auftreffende Strahlung reflektieren.
Bei der Installation von Solarpanels und Wärmeverwaltung spielt die Albedo des Bodens und nahegelegener Oberflächen eine wesentliche Rolle. Ein Panel, das über einer Oberfläche mit hoher Albedo montiert ist, empfängt zusätzliches reflektiertes Licht und Wärme, was den elektrischen Ertrag verbessert, aber die Betriebstemperatur erhöht. Dagegen absorbieren dunkle Dachmaterialien mit niedriger Albedo mehr Wärme und erhöhen die Kühllasten von Gebäuden. Industriebetriebe nutzen Albedo-Kartierung zur Optimierung der Sensorplatzierung und zur Vorhersage von Streulicht-Interferenzen in Präzisions-Optiksystemen.