Skip to content

Kuinka laskea albedo?

Kuinka laskea albedo?

Maan albedoa eri alueilla arvioidaan sateliitteihin sijoitettujen laitteiden avulla avaruudesta sekä pyranometreilla maassa. Nämä tieteelliset laitteet ovat kalliita eivätkä kaikkien saatavilla. NASAn MODIS -laitteen lähettämää dataa albedosta on kuitenkin ladattavissa verkosta. MODIS on sijoitettu kahteen sateliittiin, jotka ovat maan kiertoradalla.

Yksinkertainen tapa arvioida albedoa on käyttää valokuvaa ja kuvankäsittelyohjelmaa. Mikä tahansa kamera käy tarkoitukseen, myös puhelimen kamera. Kuvankäsittelyohjelmaksi käy esim. vapaan lähdenkoodin, ilmaiseksi verkosta ladattava ImageJ, joka löytyy osoitteesta:
http://imagej.nih.gov/ij/index.html

Toimintatapa on sama kaikissa kuvankäsittelyohjemissa, mutta alla olevassa esimerkissä käytetään ImageJ:tä.
Voit tehdä myös kokeiluja valotusmittarilla.

1.  Laita tavallinen, valkoinen A4-kokoinen toimistopaperi mitattavan pinnan päälle. Ota kuva paperista ja mitattavasta pinnasta niin että kumpikin on näkyvillä. Valkoinen paperi on nk. kontrollipinta. Ota valotus mitattavasta pinnnasta (alla olevassa esimerkissä ruohosta). Älä käytä salamavaloa ja tarkista, ettei kuvassa ole turhan paljon varjoja. Muusta ei tarvitse huolehtia.
Example image

2. Lataa kuva koneellesi ja avaa se ImageJ -ohjelmassa. Avaa ylävalikosta Analyse → Histogram. Valitse alue kuvasta, joka on valkoisen paperin ulkopuolella eli mitattavalla alueella. Tutki Histogramista, minkä Mean -arvon se antaa merkitsemällesi alueelle. Mean -arvo laskee keskivertovaloisuuden jokaisessa pikselissä valitsemallasi alueella (yleensä 0-255). Kirjoita arvo ylös. Tässä esimerkkitapauksessa se on 117,557.
Grass mean

3. Siirrä merkitsemäsi alue paperin päälle kuvassa ja kirjoita ylös myös paperin Mean -arvo. Tässä esimerkkitapauksessa 254,993.
Mean paper

4. Albedo lasketaan jakamalla pinnan arvo kontrollipinnan (paperi) arvolla ja tämä tulos kerrotaan valkoisen paperin tunnetulla albedoarvolla.
Tässä esimerkkitapauksessa ensin:
117,557 / 254,993 = 0,461
Valkoisen paperin tunnettu, standardi albedoarvo on 0,65 tai 65% (Gorski, 2011 ja National Printing Company, 2011)
Eli lopuksi kerrotaan paperin albedolla lopputuloksen saamiseksi:
0,65 x 0,461 = 0,29

Laskelman jälkeen voit tarkastaa verkosta, mikä on yleensä mittaamasi pinnan albedoarvo. Yllä olevassa esimerkkitapauksessa mittasimme ruohon albedoarvoa, joka on tyypillisesti viheriöivälle ruoholle 0,25. Tämä tarkoittaa, että tulokseksi saatu 0,29 näyttäisi olevan oikein, sillä kuvassa oleva ruoho ei ole täysin vihreää.

Kun olet vaalentanut pintaa valitsemallasi tavalla, voi toistaa laskennan ja verrata muutosta albedossa.

Muutoksen vaikutus ilmastoon

Olisi tietysti mielenkiintoista tietää miten tekemämme muutokset albedossa vaikuttavat ilmastoon. Tähän tarkoitukseen täytyy tietää albedoarvo ennen ja jälkeen (eli juuri mitä yllä mitattiin), mutta myös kuinka pitkäksi aikaa vaalentaminen tehtiin ja kuinka suurelle alueelle neliömetreissä. Tämä tieto on suht helposti saatavilla. Mikä ei ole niin helposti saatavilla on, että laskentaan tarvitaan myös tieto siitä, minkä verran auringon säteilyä tulee juuri mitattavaaan paikkaan  eli watteina neliölle. Tämä vaihtelee maapallolla eri paikoissa ja myös vuodenaikojen mukaan. Samoin merkitystä on paikallisella säällä; pilvisellä säällä auringon säteilyä heijastuu takaisin avaruuteen myös pilvistä. Toivon mukaan esimerkkejä näistä arvoista saadaan tälle sivustolle piakkoin.

Sivustolla olevat esimerkit antavat osviittaa vaikutuksista. Mitä tummempaa pintaa vaalentaa, sen suurempi vaikutus sillä on. Esimerkeissä kerrotaan missä vaalennus on tapahtunut, kauanko aikaa se kesti, kuinka suuri pinta ala oli kyseessä, paljonko muutos oli megajouleissa ja megajoulit muutettuina bensalitroiksi. Yksi megajouli vastaa 42,4 litraa bensaa. Vertailuesimerkiksi käy se, että Suomessa jalostetun bensiinin käytöstä syntyy katalysaattorilla varustetulla henkilöautolla ajettaessa yhteensä noin 2,85 kg/litra ilmastonmuutosta kiihdyttäviä kasvihuonekaasupäästöjä.