Måling af Albedo - Rapport i Naturgeografi

Side 1

[navn fjernet], 3.z Albedo d. 16.04.11

Måling af albedo og temperatur

Albedo er et udtryk for intensiteten i tilbagekastet lys. Man vil dermed kunne beregne en overflades albedo ved at undersøge forholdet mellem tilbagekastet og modtaget stråling.

Vi vil herudfra lave et forsøg, der skal kunne vise hvilken overfladefarve, der har den største albedo effekt.

Formål

Formålet med forsøget er, at undersøge refleksionen af lyset på en henholdsvis sort og hvid overflade.

Derudover vil vi også undersøge hvilken effekt de to forskellige overfladefarver har på temperaturen.

Hypoteser

Ud fra vores baggrundsviden kan man foranlediges til at tro, at den hvide plade har den største refleksionsfrekvens og at den sorte plade modsat har en bedre lysabsorberings evne. Dvs. at vi formoder at den sorte plade vil blive varmest. Formodningen er kommet af erfaringen fra sommerhalvåret, hvor man med en sort trøje på får det varmere, når solens stråler rammer en, end når solens stråler rammer en med en hvid trøje på.

Teori

Albedo målinger bruges til at kende til en af de faktorer, som ændrer klimaet. Ved albedo måles det lys, som bliver reflekteret tilbage fra overfladen. Reflektere en overflade 28 % af solens stråler, så er albedoen

0,28. Er overfalden hvid eller sort er albedoen målt til henholdsvis 1 og 0. Ser man f.eks. på figuren her, kan man netop se hvordan jorden reflektere solens stråler tilbage. De grønne farver betegner den energi, som overføres via sollys, hvor de røde farver er den energi, der overføres via infrarød stråling. Pilene betegner retningen for disse energistrømme. Her kan aflæses at ca. 30 % af det sollys, som lyser på jorden, bliver reflekteret tilbage. Noget bliver reflekteret tilbage af skyerne og en mindre del bliver reflekteret tilbage ved jordoverfladen. Resten bliver absorberet ved jordoverfladen og noget i atmosfæren. Det er med til at opvarme jorden og ændre vores klima på en negativ måde. Isen smelter, vandstanden stiger og lande bliver mindre. Derudover vil den høje temperatur få konsekvenser for meget liv jorden.

Materialer

Til at finde svar på rapportens formål, opstiller vi et forsøg, hvor en lampe lyser ned på en hvid aluminiumsplade, som ligger på en flamingoplade. Et stativ med en lysmåler sættes op ovenfor den hvide aluminiumsplade og opfanger det reflekterede lys. Under aluminiumspladen ligges en temperaturmåler, hvoraf vi kan aflæse den stigende temperatur på LoggerPro.

Herefter bliver samme forsøg udført, blot med en sort aluminiumsplade.

Ud fra resultaterne aflæses hvilken af de to overfladefarver, der har reflekteret mest lys, og hvilken en af dem der har reflekteret mindst og dermed opnår den største opvarmning.

Opstillingen ses på billedet til højere.

Fremgangsmåde/ metode

Vi begynder med den hvide plade, fordi at vi formoder, at det er med den der vil ske den mindste temperaturstigning. Ved at starte med forsøget med den mindste temperaturstigning, vil det efterfølgende være lettere at opnå samme starttemperatur til næste forsøg. Ved forsøget med den hvide plade var

Side 2

[navn fjernet], 3.z Albedo d. 16.04.11 starttemperaturen 23° grader. Ved forsøget med den sorte plade, blev starttemperaturen ikke helt den samme, men 0,4 grader højere.

Resultater

Den øverste graf på næste side viser hvor meget lys, der bliver reflekteret tilbage. Den lyserøde linje betegner lysrefleksionen for den hvide plade og den mørkerøde linje betegner lysrefleksionen for den sorte plade. Ifølge denne måling stemmer resultatet overens med vores hypotese. Det er altså den hvide plade der reflektere mest lys tilbage. Dog er der nogle fejlkilder, som knækket man ser i den mørkederøde kurve.

Det knæk skyldes at lampen, der lyste på den sorte plade, blev rykket på under forsøget. Derudover kan lampens og lysmålerens vinkel på pladerne have været unøjagtige, og rumlyset kan have skabt måleusikkerheder.

Dernæst viser den nederste graf temperaturen over 4 minutter, hvor lampen har lyst på de to plader. Her betegner den mørkeblå kurve den sorte plades temperatur og den lyseblå kurve betegner temperaturen på den hvide plade. Ud fra disse målinger viser resultatet sig igen at stemme overens med vores resultat. Det er altså den mørke plade som bliver varmest. Igen er der dog nogle fejlkilder, som kunne have givet usikkerheder. For det første var der en lille forskel i starttemperatur på henholdsvis 23,0° ved den hvide plade og 23,4° ved den sorte plade. Derudover ændrede rumtemperaturen sig, fordi døren til udenfor blev åbnet under forsøget med den sorte plade.

Side 3

[navn fjernet], 3.z Albedo d. 16.04.11

Diskussion og perspektivering af resultat

Ud fra forsøgets resultater, kunne det være relevant at vide i hvilken sammenhæng forsøget kan opstilles.

Man omtaler oftest om Albedo effekten i klimasammenhæng. Hertil drejer det sig om at jordens temperatur stiger og som følge deraf smelter isen, havene stiger og millioner af mennesker vil få deres liv påvirket i større eller mindre grad. Hvis områder med tyndt snedække bliver varmet op, vil sneen begynde at smelte. Det sænker albedo, da den hvide sne reflekterer mere lys tilbage, end områder med blot jord eller græs. Det er nemlig sådan, at sne og sand har en meget høj albedo-effekt. Ca. 60 pct. af lyset bliver reflekteret tilbage af sne. Ved sand er det omkring 20 - 40 pct. af lyset der bliver reflekteret. Til sammenligning har asfalt en meget lav albedo-effekt og reflekterer kun ca. 4 pct. af lyset og derfor vil asfalt

                                                                  1
også suge meget varme til sig. Jordens gennemsnitlige albedo-effekt er på 30 pct. Dermed vil en smeltning

af noget sne, smelte endnu mere sne, da jorden nu bliver varmere, end den reflekter lys tilbage (dette kaldes is-albedo feedback). Det er baggrunden for forudsigelser om, at den globale opvarmning vil føre til en stigende hastighed i afsmeltningen af polarområderne.

Dog er Albedo effekten også en mulighed for at kunne sænke temperaturen på jorden. Det kan opnås på flere måder: dels kan man male tage, veje, fortove og andre store overflader lyse, dels kan man plante planter og træer som giver skygge og en helt tredje ide er at opsætte spejle, som kaster solens stråler

      2
tilbage.

Derudover kan meningen med forsøget sættes i relation til grønlandspumpen. Hertil har vi på klassen lavet et forsøg, som viste at de arktiske områder ved grønlandspumpen vil blive varmere. Opvarmningen er igen et problem, for at den arktiske is smelter. Det varmere klima ved grønlandspumpen opstår, da saltkoncentrationen ved det arktiske hav mindskes. Det sker ved at den ferske is bliver blandet med den salte grønlandspumpe. Da salt gør vandet tungere vil nedsynkningen af det varme vand ikke længere foregå og vandet bliver varmere.

Konklusion

Man kan ud fra resultaterne og perspektiveringen konkluder at albedo effekten har stor betydning for jordens klima. Og hvis vi ikke ønsker at isen ved polerne skal smelte, så er der heldigvis noget vi kan gøre. Vi ved ud fra vores forsøg, at der bliver reflekteret mest sollys ved lyse overflader end ved mørke, derfor er løsningen også at beklæde jorden med flere lyse overflader.

1

http://wiki.berlingske.dk/klima/Albedo-effekt

2

http://www.folkecenter.net/default.asp?id=47066