Absorbierte Infrarot-Strahlung erzeugt das wohlige Körpergefühl

Albedo bemisst die Strahlungswärme der Sonne

von Holger Westermann

Bei wolkenlosem Himmel und Windstille übersteigt im Sonnenschein die gefühlte Temperatur den Thermometerwert. Je dunkler der Teint oder die Kleidung ist, um so deutlicher wird der Unterschied empfunden. Denn dunkle Flächen absorbieren die infrarote (IR, Wellenlänge 780 nm bis 8 µm) Sonnenstrahlung und wandeln sie in Wärme um. Der angestrahlte dunkle Körper erwärmt sich stärker als ein hellerer, der einen Gutteil der aufgetroffenen IR-Strahlung reflektiert. Diese Reflexion wird in „Albedo“ angegeben (Weißheit; lat. albus = weiß).

Dieses Maß für das Rückstrahlvermögen diffus reflektierender Oberflächen (keine glatten Spiegelflächen, die ohne Streuung reflektieren), errechnet sich als Quotient von reflektierter zu einfallender kurzwelliger Strahlung. Eine Oberfläche mit einer Albedo von 0,3 reflektiert 30 % der einfallenden Strahlung und absorbiert 70 %. Je heller eine Oberfläche ist, desto weniger IR-Strahlung wird dort in Wärme umgewandelt sondern reflektiert, um so größer ist ihre Albedo.

Den höchsten natürlichen Albedo-Wert erreicht mit 0,95 frisch gefallener Schnee. Trockener heller Sand am Strand strahlt entsprechend einer Albedo zwischen 0,30 bis 0,45 fast ein Drittel bis knapp die Hälfte der kurzwelligen Sonnenstrahlung zurück. Der etwas dunklere Sand der Wüsten liegt nur geringfügig unter diesen Werten bei 0,25. Bei Grasflächen oder Waldgebieten werden immer noch bis zu 20% der einfallenden Strahlung reflektiert. Die geringste IR-Reflexion und somit die größten Absorptionswerte liegen bei Wasser (Albedo < 0,1) und in Städten (0,1 - 0,18). Hier absorbieren vor allem der schwarze Asphalt auf Straßen und Flachdächern sowie die zumeist dunklen Dachziegel die auftreffende Strahlung.

So kann auch die Farbgebung der Umgebung die Intensität der Wärmestrahlung beeinflussen. Helle Hauswände reflektieren die Strahlung, ähnlich einem Spiegel. Diese Reflexionsstrahlung addiert sich zur direkten Sonnenstrahlung. Wer sich vor allzu intensiver Erwärmung schützen möchte (oder muss) sollte daher auch den Schatten dieser gespiegelten Strahlung aufsuchen. Der mächtige Schatten an der Nordseite eines Gebäudes schützt hier zuverlässiger als der schmale Schatten eines Sonnenschirms.

Die effektivste IR-Abschirmung schwebt jedoch weit über dem Boden: die Wolken. Auch unter den Wolken gibt es sehr helle Typen und eher dunkle. Dem entsprechend variiert das Reflexionsvermögen, die Albedo. Die geringste zeigen mit 0,15 bis 0,2 die Cirrus (Federwolken); die höchsten Werte erreicht der Stratocumulus (Haufenschichtwolken) mit bis zu 0,8. Jedoch ist die Albedo bei diesem Wolkentyp sehr variabel. Je nach Flüssigwassergehalt und Tropfengröße in der Wolke kann der reflektierte Anteil der IR-Strahlung deutlich absinken und weniger als 40% betragen.

Dunkle Kleidung absorbiert die Sonnenstrahlen optimal und wandelt sie in langwellige Wärmestrahlung um. Im Frühjahr erwärmt sich die Haut unter einem schwarzen T-Shirt wohlig. Trotz geringem Thermometerwert fühlt der sommerlich knapp gehüllte Körper im Sonnenschein eine angenehme Temperatur auf der Haut. Im Hochsommer wird dagegen für die Garderobe zumeist ein heller Farbton gewählt. Zusätzliche Absorbtionswärme gilt es zu vermeiden – eine maximale Albedo der Kleidung reduziert das Risiko.

Quellen:

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel: Die "Gefühle" der Sonnenstrahlung. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 09.04.2015

Erstellt am 10. April 2015
Zuletzt aktualisiert am 10. April 2015