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Warum ist die Farbe der Erdoberfläche entscheidend für das Klima?

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Meereis, insbesondere unter einer Schneedecke, reflektiert sehr stark. Im Rahmen eines NASA-Projektes untersuchten Forscher in der Tschuktschensee (zwischen Alaska und Russland) den Zusammenhang zwischen Albedo und Eiseigenschaften. Dazu entnahmen sie Schnee -und Eisproben und untersuchten diese. Foto: Ruzica Dadic
 
Albedo
So unterschiedlich kann die Albedo sein, je nach dem wie hell oder dunkel die Erdoberfläche ist.
 
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In den Schweizer Alpen nimmt die Waldfläche zu.
 
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Die linke Abbildung stellt eine unbewaldete und schneebedeckte Erdoberfläche dar. Die hellen Flächen reflektieren sehr viel Sonnenlicht. Die rechte Abbildung zeigt eine bewaldete und schneebedeckte Erdoberfläche. In höheren Lagen nimmt der Wald weniger CO2 auf als in tieferen. Ausserdem ist die Sonneneinstrahlung in den Bergen stärker. In höheren Lagen dominiert deshalb der (schlechte) Albedo-Effekt den (guten) CO2-Senkeeffekt der Wälder.
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Hast du schon einmal von der Albedo gehört? Wahrscheinlich nicht, aber du hast sie sicher schon gespürt. Stell dir zwei Situationen vor: Du stehst in einem schwarzen T-Shirt in der Sonne. Und nun, dieselbe Situation, jedoch mit einem weissen Shirt. In welchem Oberteil wird dir schneller heiss? Genau: mit dem schwarzen T-Shirt. Der Grund dafür ist, dass dunkle Flächen viel Sonnenlicht aufnehmen (absorbieren) während helle Flächen das Sonnenlicht zurückstrahlen (reflektieren).

Verschiedene Oberflächen, unterschiedliche Rückstrahlung

Wie viel Licht eine Oberfläche reflektiert, ist unterschiedlich. Die Albedo („Weissheit“ aus dem Lateinischen) ist ein Mass, das angibt, welchen Anteil des Sonnenlichts eine Oberfläche reflektiert. Die Werte gehen von 0 (vollständige Absorption) bis 1 (vollständige Reflexion) und werden oft auch in Prozent angeben. Neuschnee hat eine Albedo von 0.8 bis 0.9, das bedeutet, dass 80 bis 90% der Strahlung von der Oberfläche reflektiert werden. Asphalt hingegen hat eine Albedo von 0.15. Dieser Wert entspricht einer Rückstrahlung von 15%. Asphalt absorbiert also viel Strahlung. Das spürst du gut, wenn du an einem sonnigen Sommertag barfuss auf dem Asphalt gehst ... autsch!

Albedo-Veränderungen beeinflussen das Klima

Wenn sich die Farbe der Erdoberfläche ändert, verändert sich auch die Albedo. Schneebedeckte Oberflächen haben beispielsweise eine hohe Albedo, Ozeane eine niedrige. Schmilzt das Meereis (gebildet durch gefrorenes Meerwasser) der Arktis, so hat das einen grossen Einfluss auf die Albedo unseres Planeten. Die dunklen Flächen des Meeres werden grösser und absorbieren mehr Sonnenlicht als die Eisflächen. Dadurch erwärmt sich das Meer – noch mehr Eis schmilzt. Flächen mit hoher Albedo werden durch Flächen geringerer Albedo ersetzt. Dieser Wechsel von hellen zu dunklen Flächen beeinflusst das Klimasystem der Erde. Fachleute sprechen von der Eis-Albedo-Rückkoppelung.

Albedo und Wald

Doch nicht nur in Polargebieten mit viel Schnee und Eis spielt die Veränderung der Albedo eine wichtige Rolle für unser Klima. Auch Veränderungen der Waldfläche können unser Klima beeinflussen. Nimmt die Waldfläche zu, wird ein grösserer Teil des Sonnenlichts absorbiert, weil Wald dunkler ist als eine offene Fläche – es wird wärmer auf der Erde.

 

Was bedeutet es für das Klima, wenn es mehr Wald gibt?
Für viele ist klar: Wälder sind gut für unser Klima. Das trifft in den meisten Fällen auch zu. Denn während die Wälder wachsen, entziehen sie der Atmosphäre CO2 und schwächen damit die Klimaerwärmung ab.
Diese Gleichung geht aber nicht überall auf. In höheren Lagen gibt es Waldgebiete, die viel Wärme abgeben und wenig CO2 absorbieren – das heisst, diese Wälder tragen sogar zur Klimaerwärmung bei. Dafür gibt es zwei Gründe: Erstens ist Wald auch bei Schneebedeckung sehr dunkel. Er absorbiert deshalb einen grossen Teil des Sonnenlichts, das heisst, seine Albedo ist recht niedrig. Zweitens wachsen Bäume in höheren Lagen meistens langsam. Sie binden weniger CO2 als Wälder, die in tieferen Lagen wachsen.
SLF-Forschende untersuchen, wie die Zunahme der Waldfläche in höheren und schneereichen Lagen die Erwärmung der Atmosphäre beeinflusst. Gerade in der Schweiz nimmt die Waldfläche in höheren Lagen zu, vor allem im Alpenraum und auf der Alpensüdseite – meist dort, wo sich die Landwirtschaft nicht mehr lohnt. Ein weiterer Grund für die Zunahme der Waldfläche ist der Klimawandel: Weil es wärmer wird, können Bäume auch in höheren Lagen wachsen.

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