Солнечная радиация, поступающая к поверхности Земли, поглощается ею не полностью. Часть радиации отражается поверхностью, причем в отражении участвует только верхний – деятельный слой земной поверхности, в котором происходит поглощение радиации и ее преобразование. К такому слою относятся весь травостой и растительная масса леса, первые десятки метров прозрачной и дециметры мутной воды, а также дециметры снега, несколько сантиметров песка и доли миллиметров темных почв. Отражательная способность поверхности Земли зависит от рода тел, их физических свойств, цвета и состояния. Отношение отраженной радиации к суммарной радиации Солнца и атмосферы называется альбедо. Значения альбедо чаще всего выражают в процентах (или в долях единиц). Дополнения же до ста процентов характеризует поглощательную способность тела, если только оно не пропускает радиацию насквозь. Альбедо земной поверхности изменяется в широких пределах. Это связано с типом ландшафтных зон, а в умеренных и высоких широтах еще и со сменой сезонов года. Так, в центральных частях полярных областей отражательная способность велика и мало меняется в годовом ходе: в Антарктиде – в пределах 80–86 %, в центральной Арктике – в пределах 70–86% . В июле уменьшение альбедо в Арктике (до 65 %) связано с более интенсивным таянием снега, чем в декабре в Антарктиде.
Средние значения альбедо для различных видов поверхности суши, по М.И. Будыко (Климатология, 1989),составляют (в%):
|
Свежий сухой снег |
85–95 |
Поля ржи и пшеницы |
10–25 |
|
Загрязненный снег |
40–50 |
Хлопковые поля |
20–25 |
|
Морской лед |
30–40 |
Луга |
15–25 |
|
Темные почвы |
5–15 |
Хвойные леса |
10–15 |
|
Влажные серые почвы |
10–20 |
Лиственные леса |
15–20 |
Исследования показали, что альбедо поверхности суши может иметь суточный ход. Он обусловлен изменением отражательной способности шероховатых подстилающих поверхностей в зависимости от изменения угла падения солнечных лучей. Чем меньше угол падения, тем сильнее отражается солнечный луч, и наоборот.
Альбедо водной поверхности в среднем меньше большинства естественных поверхностей суши и зависит от угла падения лучей, от высоты Солнца, соотношения прямой и рассеянной радиации, волнения поверхности моря. При положении Солнца в зените альбедо спокойного моря для прямой радиации составляет 2%. С уменьшением высоты Солнца альбедо возрастает. При большом волнении океана, когда образуется пена и барашки, альбедо моря увеличивается. Альбедо поверхности океана для рассеянной радиации меняется в пределах 5–11%.