AZ ALBEDÓ NÖVELÉSE?
AZ ALBEDÓ EGY FÖLDFELÜLET ÁLTAL VISSZAVERT FÉNYMENNYISÉG %-OS ARÁNYA
(2024 szeptember)
A városi területek nyáron hőszigetként viselkednek, ami ellen délvidéken évezredek óta fehér, meszelt tetőkkel, falakkal védekeznek. Amíg a városi zöld területek védelme valahogy működik -bár beépítik, idő kérdése-, addig a fehér tetők építése (hatástanulmány?) még csak nem is javasolt, pedig olcsó megoldás az albedó növelésére. Adódik a kérdés: az albedó büntetlenül csökkenthető? Pedig hatékonyabb és olcsóbb módszer a melegedés ellen az albedónövelés, mint a CO2 csökkentés. Kiemelten hűtendő épületek tetejére javasolható sok apró fehér festék, prizma, tükörprizma alkalmazása is, amelyek a sugárzás irányába tükrözik vissza a sugárzást, bármilyen irányból is jön a fényt. // INCREASE THE ALBEDO? ALBEDO IS THE % OF LIGHT REFLECTED BY A GROUND SURFACE: In summer, urban areas act as a heat island, which in the south has been protected for thousands of years by whitewashed roofs and walls. While the protection of urban green spaces somehow works the construction of bright white roofs is not even recommended, although they are a cheap way to increase albedo. The question arises: can albedo be reduced with impunity? But it is more efficient and cheaper to increase albedo than to reduce CO2 emissions. Reduces energy consumption, as well, if we disregard the heating season. On the roofs of buildings that need to be cooled, it is also possible to use many small white prisms, mirror-prisms, which reflect the radiation in the direction of the light, from whatever the direction of the light is coming.
AZ ALBEDÓ
Érdekesség: a városok hőmérsékletét a klímakészülékek használata kb. egy fokkal emeli. A fehérre, világosra festett tükröző tetők kb. egy fokkal csökkentik, míg a zöld tetőknek nincs hőmérsékletcsökkentő hatása (https://www.origo.hu/tudomany/2024/09/hidegtetok-hutik-legjobban-a-varosokat#google_vignette).
Az albedó a felületre érkező fény visszaverődésének mérőszáma. Az albedó fogalmát általában a látható fénytartományban vizsgálják, azaz a felületre érkező látható fény mennyiségének a felület által visszavert (százalékos) aránya (https://hu.wikipedia.org/wiki/Albed%C3%B3). A 100% albedójú test a rá eső fényt teljes egészében visszaveri, a 0%-os albedójú pedig minden fényt elnyeli, abszolút fekete testnek nevezik. A jelenleg ismert legnagyobb albedójú égitest a Szaturnusz egyik holdja, az Enceladus, ami 99% -os.
Néhány jellemző érték:
a Föld átlagos albedója: 39%,
a Föld átlagos albedója: 39%,
a friss hófelszín: 80–90%
a füves területé: 20–30%
erdőké: 5–10%
a Hold átlagosan: 7%, helytől függően: 4–14% közötti,
az óceánok alacsony értékűek.
a füves területé: 20–30%
erdőké: 5–10%
a Hold átlagosan: 7%, helytől függően: 4–14% közötti,
az óceánok alacsony értékűek.
A felhők albedója számos tényezőtől függ: a felhők magasságától, méretétől, a felhőn belüli cseppek méretétől és számától. A felhők színe a vakítóan fényes fehértől a sötétszürkén át a feketéig terjed, mert a vízcseppek szórják a fényt. A nagyobb cseppeknek nagyobb a felszínük és több fényt vernek vissza, ezért a nagyobb cseppeket tartalmazó felhők sötétebbnek látszanak. Az albedó szempontjából a felhők különleges helyzetben vannak a méreteik miatt, a földfelszínről és a világűrből is láthatóak. A felhők albedója (még a viharfelhőké is) nagyobb, mint az átlagos földfelszíné, az utóbbi 30-40%. A kutatás módja az internetes keresés volt, célja az ismeretterjesztés.
Amikor egy hóval fedett 90% albedójú terület felmelegszik, és a hó olvad, az albedója 40% alá csökken, ami további hóolvadáshoz vezet, mert a hótakaró több sugárzást nyel el (pozitív visszacsatolás). Svájcban a polgárok nagy fehér ponyvákkal védik gleccsereiket, hogy lassítsák a jég olvadását. Bár ez a módszer nagyon drága, bebizonyosodott, hogy a hó és a jég olvadását 60%-kal csökkenti. Egy további példa a pozitív visszacsatolásra a tengerjég olvadása, mert a jéggel/hóval borított felület csökken, a tengervíz pedig több hőt nyel el, kisebb az albedója, és melegszik, gyorsítva a jégolvadást. A sarki jég olvadása egy alig visszafordítható folyamat, és még az időmérést is befolyásolja (https://www.pmel.noaa.gov/arctic-zone/data.html): az olvadásnak a Föld forgását lassító hatása miatt valamikor 2029 körül egy negatív szökőmásodpercet kell majd bevezetni. A grönlandi jég olvadása miatt Grönland emelkedik és persze a tenger vízszint is.
A víz albedója alacsony, annak ellenére, hogy a beeső fény nagy szögeinél nagy a visszaverő képessége. "Bármely napon körülbelül a Föld felét felhők borítják, amelyek több napfényt vernek vissza, mint a szárazföld és a víz. A felhők hűvösen tartják a Földet, de visszatartják a hősugárzást, a visszavert napfényt." Az iraki háború idején az égő olajkutak miatt a hőmérséklet 10 °C-kal kevesebb volt, mint a néhány mérfölddel távolabb, a tiszta égbolt alatt.
Az albedó változása Grönlandon: a térkép a 2011 nyarán Grönlandon visszavert napfény mennyiség
és a 2000 és 2006 között átlagosan visszavert mennyiség százalékos különbséget mutatja.
Néhány terület közel 20 százalékkal kevesebb fényt ver vissza, mint egy évtizeddel ezelőtt
[https://en.wikipedia.org/wiki/Albedo].
A jégolvadás albedója pozitív visszacsatolású éghajlati jelenség, amelynek során a jégsapkák, gleccserek és a tengeri jég területének csökkenése növeli a bolygó felszíni hőmérsékletét. A jég nagyon jó fényvisszaverő, ezért sokkal több napenergiát ver vissza a világűrbe, mint a más szárazföldi területek, vagy a nyílt vizek. A jég-albedó csökkenése kiemelt szerepet játszik a globális éghajlatváltozásban, ezért a jég mennyiségét folyamatosan mérik, becsülik. Az albedo a legnagyobb a sarkok közelében, a legalacsonyabb a szubtrópusokon, a helyi maximum értékek a trópusokon vannak. A sarkvidéki régiók több hőt tükröznek vissza az űrbe, mint amennyit elnyelnek, hatékonyan hűtve ezzel a Földet. De a sarkvidéki jég és hó olvad a melegedés miatt, ami sötét (víz vagy talaj, amely sötétebb színű) területeket hoz létre a sarkvidéken, és a sötétebb színű területek kevesebb hőt tükröznek vissza.
A sarki jég kiterjedése 1850 -től (https://www.carbonbrief.org/guest-post-piecing-together-arctic-sea-ice-history-1850/)
A friss hó albedója körülbelül 90%, a faszéné az egyik legkisebb, a legsötétebb anyag, körülbelül 4%. Távolról nézve az óceán felszínének albedója alacsony, csakúgy, mint a legtöbb erdőnek is, míg a sivatagi területeken a magasabbak az albedó értékek. A legtöbb szárazföldi terület 0,1 és 0,4 közötti albedó tartományba esik. A Föld átlagos albedója körülbelül 0,3- 0.4, ami jóval magasabb, mint az óceán értéke. Egy adott felület albedójának műholdas mérése a megfigyelő látószögétől és a szoláris szögtől is függ. Könnyebben értékelhető és pontosabban mérhető a megváltozása: 1998 -2017 között a Föld albedója kb, 0.5%-ot csökkent.
Észak-Európa klímája: a 19. sz. végén enyhe melegedés kezdődött, ami a 20. század végétől felgyorsult, amiben az emberi energiatermelésnek számottevő szerepe van. A mostani melegedés esetén kérdés, hogy meddig tart? Az emberiség hőtermelése nő, még ha zöldnek nevezett forrásból is történik az energia előállítása, a növekedést megállítása lehetetlen feladatnak látszik. Halvány remény, hogy nyáron a CO2 mennyisége állandósul a zöld felületek miatt, fűvel-fával. Talán lassítható is a CO2 és a hőmérséklet növekedése vegyszerekkel. (Vannak mesterkéltebb módszerek is, pl. a fák elásása agyagos talajba: https://www.origo.hu/tudomany/2024/09/szen-dioxid-3#google_vignette.)
Egy érdekesség: a mesterséges intelligencia és a kriptovaluták energiafogyasztása 2025-ben elérheti a globális fogyasztás 10%-át, és talán külön-külön is. (Ld. pl. https://index.hu/techtud/2024/09/21/egyesult-allamok-microsoft-atomreaktor-mesterseges-intelligencia/, https://www.portfolio.hu/uzlet/20241031/falja-az-aramot-a-mesterseges-intelligencia-megerkezhet-az-atomenergia-aranykora-719537). A városok hőmérsékletét a klímakészülékek használata kb. egy fokkal emeli, míg a fehérre, világosra festett, tükröző tetők kb. egy fokkal csökkentik (https://www.origo.hu/tudomany/2024/09/hidegtetok-hutik-legjobban-a-varosokat#google_vignette) a hőmérsékletet, ahol lenne tennivaló, a sarki jég gyors olvadása bizonyítja.
.
AZ ALBEDÓ MESTERSÉGES NÖVELÉSE
Hőmérsékleti anomália 2023-ban
A sarki éjszakát nem érinti az albedó hatás, valamennyi jég marad nyárra
(A kép eredete: https://www.wunderground.com/ )
A sarki jég mennyiségének története 1979-2023 decemberéig:
A sarki jég mennyiségének története 2023-ban
(Forrás https://www.arcticdeathspiral.org/, a sarki jég vastagságának becslése: https://psc.apl.washington.edu/research/projects/arctic-sea-ice-volume-
A legsúlyosabb probléma a két- és a sokéves sarki jég olvadása (https://nsidc.org/sea-ice-today/analyses/new-abnormal)
(További részletek az
https://www.epa.gov/climate-indicators/climate-change-indicators-arctic-sea-ice, és https://www.mercator-ocean.eu/en/news/arctic-sea-ice-minimum-september-2023/ oldalakon)
Van javasolt egyik védekezés a felmelegedés ellen: a felhőképzés vegyszerekkel, magyar nyelvre néha felhőfényesítés-nek fordítják
https://index.hu/tudomany/2024/09/16/james-hansem-michael-e-mann-eghajlatvaltozas-ippc-geomernokseg-napfeny-visszatukrozes-masfel-fok-globalis-felmelegedes/, https://green.hu/cikkek/felhofeherites-felhofenyesites-hohullamok-johetnek/, https://en.wikipedia.org/wiki/Marine_cloud_brightening, https://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_seeding. A javasolt anyagok: sószemcséket, például nátrium-kloridot (NaCl) és kalcium-kloridot (CaCl2) szórnak szét a felhőkben, vagy ezüst-jodiddal (AgI) indítják be a jégképződést a túlhűlő felhőkben. Más vegyszerek közül a kálium-jodid (KI), a kén-dioxid (SO2), a fagyasztott szén-dioxid - szárazjég (CO2), a bizmut-trijodid (BiI3), a propán (C3H8) és további vegyületek használata is lehetséges (https://earth.org/unleashing-the-power-of-cloud-seeding-navigating-potential-and-pitfalls/, https://www.newscientist.com/article/2450457-growing-number-of-earths-vital-signs-endangered-by-climate-change/, https://index.hu/techtud/2024/10/24/klimavaltozas-bolygoformalas-ken-dioxid-meszkopor-gyemant-koltsegek-vita/).
Történtek tényleges kísérletek is, mert a számítógépes szimulációk eredményei nem igazán meggyőzőek. Egy ezüstjodidot használó jégeső elhárító rendszer Magyarországon jó eredménnyel működik. Nagymennyiségű fémjodidok használatának persze lehetnek mellékhatásai, ami vizsgálatok tárgya. Ebből a szempontból a só (nátrium-klorid, NaCl, és esetleg a kalcium-klorid, CaCl2) használata a tengerek felett ártatlan kísérletnek tűnik. Érdemes figyelembe venni, hogy nagyobb mennyiségű só használatának nagy távolságban váratlan kedvezőtlen hatása lehet. A vízgőz nem marad sokáig a légkörben; néhány napon belül visszahullik a felszínre csapadék formájában. Így a vízgőz hozzájárul a felmelegedéshez, de legalább annyira árnyékol is. Az átlaghőmérséklet emelkedésével a tengerek hőmérséklete magasabb lesz, ami erősebb párolgást eredményez, és a több vízgőz több árnyékot okoz.
A városi területek nyáron hőszigetként viselkednek, ami ellen délvidéken évezredek óta fehér, meszelt tetőkkel és falakkal védekeznek. Amíg a városi zöld területek védelme valahogy működik -de beépítik, idő kérdése-, addig a világos vagy fehér tetők építése még csak nem is javasolt, pedig olcsó megoldás az albedó növelésére. Adódik a kérdés: az albedó büntetlenül csökkenthető? (https://en.wikipedia.org/wiki/Reflective_surfaces_(climate_engineering). Pedig hatékonyabb és olcsóbb módszer, mint a CO2 csökkentés, ha a fűtési időszaktól eltekintünk. Kiemelten hűtendő épületek tetejére javasolható sok apró fehér prizma, tükörprizma alkalmazása is, amelyek a sugárzás irányába tükrözik vissza a sugárzást, bármilyen irányból is jön a fény.
Mikrohullámú saroktükör körsáv bólyán, a napelemek felett látható, a hajóradarok jól látják (https://hu.wikipedia.org/wiki/Visszat%C3%BCkr%C3%B6z%C3%A9s#)
Fény visszaverődése merőleges saroktükörről (https://www.fizikakonyv.hu/167.pdf)
Érdekesség: A Civid-19 járvány miatt elrendelt korlátozások következtében kevesebb energia nyelődött el a légkörben, így kevesebb sugárzott hő távozott. A Hold lehűlt kb. 10 fokkal.
További érdekesség (https://theconversation.com/solar-panels-in-sahara-could-boost-renewable-energy-but-damage-the-global-climate-heres-why-153992): A tudósok eljátszottak azzal a gondolattal, hogy mi történne akkor, ha a Szaharát befednék napelemekkel? A matematikai modell szerint amikor a napelemfarm mérete eléri a Szahara teljes területének 20%-át, az visszacsatolási hurkot indít el. A sötétebb napelemek által kibocsátott hő (a nagymértékben tükröződő sivatagi talajhoz képest) meredek hőmérséklet-különbséget hoz létre a szárazföld és a környező óceánok között, ami végső soron csökkenti a felszíni légnyomást, és a nedves levegő felemelkedik és esőcseppekké kondenzálódik. Több monszun csapadék esetén a növények nőnek, és a sivatag kevésbé tükrözi vissza a napenergiát, mivel a növényzet jobban nyeli el a fényt, mint a homok és a talaj. Ha több növény van jelen, több víz párolog el, ami nedvesebb környezetet teremt, ami a növényzet terjedését okozza.
A Szahara 20%-ának napelemes farmokkal való borítása modellük szerint 1,5°C-kal megemeli a helyi hőmérsékletet a sivatagban. 50%-os lefedettségnél a hőmérséklet emelkedés 2,5°C. Ezt a felmelegedést végül a légkör és az óceánok mozgása terjeszti szét a Földön, 20%-os lefedettség esetén 0,16°C-kal, 50%-os lefedettség esetén 0,39°C-kal növeli a világ átlaghőmérsékletét.
A Szahara 20%-ának napelemes farmokkal való borítása modellük szerint 1,5°C-kal megemeli a helyi hőmérsékletet a sivatagban. 50%-os lefedettségnél a hőmérséklet emelkedés 2,5°C. Ezt a felmelegedést végül a légkör és az óceánok mozgása terjeszti szét a Földön, 20%-os lefedettség esetén 0,16°C-kal, 50%-os lefedettség esetén 0,39°C-kal növeli a világ átlaghőmérsékletét.