反照率或反射係數(,)通常是指物體反射太陽輻射與該物體表面接收太陽總輻射的兩者比率或分數度量,也就是指反射輻射與入射總輻射的比值,以百分比來表示,度量上從完全黑的表面反照率為0,至表面完美的白色反照率為1。
反照率取決於輻射的頻率。當引用時未加說明,通常是指適當且平均跨越可見光的光譜。一般情況下,反照率取決於入射輻射的方向分布,除了朗伯表面,其分散是以餘弦函數輻射在所有的方向上,因此反照率是獨立分布的事件。在實務上,雙向反射分布函數(BRDF)可能需要精確的表面特徵的散射特性,但反照率是非常有用的一次近似值。
反照率在氣象學、天文學是非常重要的概念,在LEED可持續系統性的評量建築物,計算表面的反射率。地球的整體平均反照率,是行星反照率,因為雲層的覆蓋,是30到35%,但由於不同的地質環境特徵,局部的表面有廣泛的不同。
陸地的反照率
{| class="wikitable" style="float:right; margin:10px"
|+ 標本反照率
|-
! 表面
! 典型的
反照率
|-
| 新製出的瀝青|| 0.04
|-
| 陳舊的瀝青|| 0.120.09到0.15
|-
| 綠草地 || 0.25
|-
| 新混凝土 || 0.55。地球的平均反照率大約是0.3。許多在外太陽系和小行星帶的小天體,反照率低於0.05,彗核的典型反照率是0.04。這種黑暗的表面被認為是指示原始和大量太空風化的表面包含一些有機化合物。
月球整體的反照率大約是0.12,但它是強烈定向和非朗伯表面,也顯現出強烈的衝日浪:
A =\left ( \frac{1329\times10^{-H/5}}{D} \right ) ^2,
此處的A是天文學的反照率,D是以公里為單位的直徑,和H是絕對星等。
說明地面反照率的一些例子
照明
雖然反照率-溫度效應是越冷顯著,但在地球上,實際反照率最大的地區是熱帶,那兒有全年最豐沛的照明。附加的最大值區域是在北半球的3至12度之間變動。極小值位於北半球和南半球的副熱帶地區,它的反照率增加低於照明的關係。整個南極的平均反照率略超過0.8,如果有輕微降雪覆蓋著溫暖的地區,雪趨向於融解,降低了反照率,並因更多的輻射被吸收而導致更多的雪融解(這是冰-反照率的正回饋)。宇宙塵、含煤灰的揚塵等塵埃,有時會降低冰原和冰川的反照率[。
因此,在反照率上的小誤差可能導致能量估計上較大的誤差,這就是衡量冰雪覆蓋區為什麼重要性的原因,透過遠端傳感技術廣泛的測量,而不只是單獨一個覆蓋區的反照率。
小尺度效應
在小尺度下也可以應用反照率。在陽光下,深色的衣服吸收較多的熱量,而淺色的衣服反射較多的熱量,因此可以利用外部服裝的顏色對反照率的效應,從而控制身體的溫度。
太陽的光伏效應
反照率可以影響太陽能光伏設備的電能輸出。例如,光譜反映反照率影響的效應,說明了氫-矽基非晶(a-Si:H)的晶體矽和碳-矽基結晶(C-Si)的晶體矽的光伏材料,在不同的頻譜加權技術下,預測相較於傳統的光譜集成反照率。研究顯示,影響達到10%以上。最近,分析擴展到22種常見的表面材料(包括人造的和天然的)的效應,和對實際用在三種常見光伏系統鏡面表面的7種光伏材料的反照率效應進行分析:工業(太陽能處理機)、商業的平屋頂和住宅的塔形屋頂的應用。
樹木
因為森林通常是低反照率(經由光合作用吸收大部分的紫外線和可見光譜),一些科學家曾經認為以吸熱較多的樹造林可以抵消不利的碳效益(或抵消森林砍伐的不利氣候影響)。在常綠森林和積雪使反照率減少的影響,可能大到足以為森林砍伐導致淨冷卻的效果。通過蒸散量,樹木影響氣候的方式也極其複雜。水蒸氣造成陸地表面冷卻,當凝結時就會加熱,一種強有力的溫室效應行為,在凝結成雲時可以增加反照率。科學家一般視為淨冷卻的影響、反照率的影響、和砍伐森林導致土壤水分蒸發損失總量的變化,極大的份量取決於當地的氣候。
在季節性積雪區,因為雪不容易覆蓋住樹木,因此冬季沒有樹木地區的反照率在10%至50%,高於森林附近的地區。落葉喬木的反照率在0.15至0.18,而針葉樹的值在0.09至0.15。
在一些地區,反照率和氣候會受到人造雲的影響,例如大型商用客機的凝結尾。在伊拉克火燒佔領的科威特油田後的一項研究顯示,在油火燃燒下的溫度比數英里外晴朗天空下的溫度低了多達10℃。
懸浮微粒效應
懸浮微粒(非常細小的顆粒/大氣層中的液滴)對地球輻射的平衡,在直接和間接上都有影響。直接(反照率)影響一般是可以使地球降溫(粒子作為雲凝結核,從而改變雲的性質),間接的影響還不是很確定:可能 。碳煙
對造成北極冰帽融解的反照率影響,比二氧化碳還要巨大。
人類活動
人類的活動(例如:砍伐森林、農業和城市化)改變全球各地區的反照率。
其它類型的反照率
單散射反照率是用來定義小顆粒對電磁波的散射。它取決於材料的性質(折射率)、顆粒的大小或數量、以及入射輻射的波長。
相關條目
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注釋
參考資料
外部連結
- [https://web.archive.org/web/20110907193602/http://www.albedo-project.org/ Official Website of Albedo Project]
- [http://www-c4.ucsd.edu/gap/ Global Albedo Project (Center for Clouds, Chemistry, and Climate)]
- [http://www.eoearth.org/article/Albedo Albedo – Encyclopedia of Earth]
- [https://web.archive.org/web/20060505132944/http://www-modis.bu.edu/brdf/product.html NASA MODIS BRDF/albedo product site]
- [https://web.archive.org/web/20081125082044/http://www.eumetsat.int/Home/Main/Access_to_Data/Meteosat_Meteorological_Products/Product_List/SP_1125489019643?l=en Surface albedo derived from Meteosat observations]
- [https://web.archive.org/web/20090413042346/http://jeff.medkeff.com/astro/lunar/obs_tech/albedo.htm A discussion of Lunar albedos]
- [http://www.tvu.com/metalreflectivityLR.jpg reflectivity of metals (chart)]
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