Альбе́до (от лат. «белый») — характеристика диффузной отражательной способности поверхности.

Значение альбедо для данной длины волны или диапазона длин волн зависит от спектральных характеристик отражающей поверхности, поэтому альбедо отличается для разных спектральных диапазонов ( оптическое , ультрафиолетовое , инфракрасное альбедо) или длин волн (монохроматические альбедо).

В зависимости от геометрии отражающей поверхности в оптике и астрономии различают несколько видов альбедо .

Диффузное отражение света различными видами поверхности может показываться в %, для сравнения.

Ламбертово (истинное, плоское) альбедо

Истинное или плоское альбедо — коэффициент диффузного отражения, то есть отношение светового потока , рассеянного плоским элементом поверхности во всех направлениях, к потоку, падающему на этот элемент. Обычно определяется с помощью специального фотометрического прибора — альбедометра .

В случае освещения и наблюдения, нормальных к поверхности, истинное альбедо называют нормальным .

Нормальное альбедо чистого снега составляет ~0,9, древесного угля ~0,04.

Геометрическое альбедо

В планетной фотометрии применяют понятие геометрического альбедо: ${\displaystyle A_{\Gamma }=E_{0}/E_{\text{Л}}}$ , где ${\displaystyle E_{0}}$ — освещённость на Земле, создаваемая планетой, когда она находится в полной фазе, ${\displaystyle E_{\text{Л}}}$ — освещённость , которую создал бы на Земле плоский ламбертовский абсолютно белый экран того же размера, что и планета , отнесённый на её место и расположенный перпендикулярно лучу зрения (экран Ламберта рассеивает падающее излучение одинаково во всех направлениях) .

Геометрическое альбедо, в отличие от плоского и сферического, может превышать единицу (случай, когда в сторону источника излучение отражается особенно сильно). Так, у Энцелада при λ = 550 нм оно составляет 1,375 ± 0,008 . У ламбертовой сферы (сферы, отражающей всё излучение и с одинаковой интенсивностью во всех направлениях) геометрическое альбедо равно лишь 2/3 (тогда как сферическое — 1) .

Геометрическое оптическое альбедо Земли — 0,367, Луны — 0,12 .

Бондовское и сферическое альбедо

Сферическое альбедо ${\displaystyle A_{C}}$ определяется как отношение светового потока, рассеянного телом во всех направлениях, к потоку, падающему на это тело. Может быть определено и для некоторого диапазона длин волн, и для всего спектра .

Сферическое альбедо для всего спектра излучения называется альбедо Бонда . Впрочем, и бондовским, и сферическим альбедо иногда называют величину, относящуюся к определённому диапазону, а иногда — величину для всего спектра . Поэтому для однозначности последнюю называют болометрическим альбедо Бонда .

Если сферическое альбедо тела на всех длинах волн одинаково, оно равно бондовскому, а последнее не зависит от спектра источника света. В общем же случае такая зависимость существует . Альбедо Бонда тесно связано с энергетическим балансом небесного тела и температурой на нём .

Связь сферического и геометрического альбедо :

${\displaystyle A_{C}=A_{\Gamma }\cdot Q~,}$

где:

${\displaystyle A_{\Gamma }}$ — геометрическое альбедо;

${\displaystyle Q}$ — фазовый интеграл, равный ${\displaystyle \textstyle 2\int \limits _{0}^{\pi }\Phi (\alpha )\sin(\alpha )d\alpha ~,}$

где:

${\displaystyle \alpha }$ — фазовый угол (угол между направлениями от объекта на Солнце и на наблюдателя; равен 0, если объект в полной фазе);

${\displaystyle \Phi (\alpha )}$ — фазовая функция: отношение освещённости, создаваемой телом в данном направлении, к создаваемой в направлении ${\displaystyle \alpha =0}$ (в сторону источника) .

При ламбертовском (изотропном) рассеянии Q = 3/2, а при рэлеевском — 4/3 .

Бондовское альбедо Земли — около 0,29 , Луны — 0,067 .

См. также

• Альбедо водной поверхности
• Эффект Умова
• Деталь альбедо

Примечания

Ссылки

• Henderson-Sellers, A.; Wilson, M. F. (1983). "The Study of the Ocean and the Land Surface from Satellites". Philosophical Transactions of the Royal Society of London A . 309 (1508): 285—294. Bibcode : . doi : . JSTOR . Albedo observations of the Earth's surface for climate research