알베도(albedo)

출처 : 기상청 지식하일라이트

1. 알베도
   대기상단에 도달한 태양복사에너지는 대기를 통과하면 산란과 흡수과정에 의하여 감쇠되어 지표면에 도달하게 된다.
   이렇게 지면에 도달한 태양복사에너지는 지표면의 성질에 따라 그 일부를 반사하게 된다.
   어떤면에서 입사한 태양복사에너지량에 대하여 반사된 태양복사에너지량을 그 면의 알베도라 한다.
   일반적으로 알베도는 그 어느 특정 파장에 대해 정의하는 것이 아니라 태양복사에너지의 전파장에 걸친 평균값으로 정의한다.
   
2. 지구표면에서의 알베도
   알베도는 지표면의 성질, 입사 태양복사에너지의 각도에 따라 달라지게 된다.
   자연표면의 알베도를 이해하므로 표면에서의 에너지 수지를 정확하게 계산할 수 있다.
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   ① 물       : 1) 천정각이 작은 경우 - 0.03~0.10
                   2) 천정각이 큰 경우 - 0.10~0.50
   ② 눈       : 1) 구적설 - 0.45~0.70
                   2) 신적설 - 0.65~0.95
   ③ 얼음    : 1) 해빙 - 0.30~0.40
                   2) 빙하 - 0.20~0.40
   ④ 모래    : 1) 건조 - 0.35~0.45
                   2) 습윤 - 0.20 ~ 0.30
   ⑤ 토양    : 1) 건조점토 - 0.30~0.35
                   2) 습윤점토 - 0.10~0.20
                   3) 습윤휴양지 - 0.05~0.07
   ⑥ 포장    : 1) 콘크리트 - 0.17~0.27
                   2) 검은자갈 - 0.05~0.10
   ⑦ 풀       : 1) 긴풀(1m) - 0.15~0.30
                   2) 짧은 풀(0.02m) - 0.16~0.26
   ⑧ 농작물 : 1) 밀, 벼 - 0.10~0.25
                   2) 과수 - 0.15~0.20
   ⑨ 숲       : 1) 낙엽수 - 0.10~0.20
                   2) 침엽수 - 0.05~0.15
   ⑩ 바다    : 1) 천정각이 작은 경우 : 0.05
                   2) 천정각이 큰 경우 : 0.1~0.5
   ⑪ 구름    : 1) 두터운 층운, 층적운, 적난운- 0.6~0.8
                   2) 큰 적운 - 0.2~0.5
                   3) 작은 적운 - <0.2
   
   물(바다 혹은 호수)의 알베도는 태양의 천정각에 따라 아주 크게 변화된다. 호수의 서쪽 둑에서 자라는 개나리, 진달래 등은 겨울철에도 꽃이 피는 것을 볼 수 있는데, 이 현상은 아침 일찍부터(태양의 천정각이 클때) 호수에서 반사 된 태양 복사에너지를 서쪽 둑이 받아 따뜻해지기 때문이다.
   바다에서는 천정각 뿐만아니라, 파고에 따라서 알베도가 변화하며 토양은 토양의 습윤도에 따라서 알베도가 변화한다.
   
3. 지구표면의 알베도가 변화하면 어떤 현상이 발생할까 ? 
   만약에 알베도가 달라진다면 지표면의 온도는 달라지게 될 것이다.
   예를 들어 지표면이 눈으로 덮여있는 경우를 생각하면, 알베도가 현재의 0.3에서 0.6으로 증가하게 될 것이며, 지표면의 온도는 매우 낮아 빙하시대가 유지될 것이다.
   그러므로, 태양의 복사에너지가 현재의 상태를 유지한다고 하더라도, 알베도의 변화에 따라 빙하시대가 나타날 가능성도 있다.
   이것으로 과거에 빙하시대가 존재하였던 것을 설명할 수 있는 것이다. 
   반대로, 지구 온난화로 인하여 북반구의 빙하층이 녹게 되는 경우를 생각할 수 있다.
   추운지방에서는 눈이 쌓인 층이 높은 알베도 때문에 태양빛을 많이 반사한다.
   따라서 알베도가 높은 눈은 태양복사를 반사해 계속 눈이 덮인 층을 유지하지만, 한번 눈이 녹기 시작하면 알베도가 점점 낮아지면서 기온이 올라가게 되고 이렇게 되면 지속적으로 눈이 녹게된다.
   
   또한 사막화도 알베도의 변화원인으로 설명해볼 수 있다.
   사막화란, 자연적 상태에서 오랜 시간에 걸쳐 사막 지역이 확장되어 나가면서 비사막 지역이 사막지역으로 바뀌어나가는 현상을 말한다.
   그러나 지구 온난화에 의한 사막화는 인간의 활동에 의해 사막 주변이 급격히 황폐화되면서 사막이 확장해 나가는 과정이다.
   사막의 확장은 서서히 진행되어 가는 것이 아니라, 일반적으로 수년 동안 이어지는 가뭄과 곧 이어서 발생하는 홍수 등이 반복되는 과정을 겪으면서 사막화가 급속히 이루어지는데, 사막 인근 지역이 농경지인 경우 농부들이 농지를 확장하는 과정에서 자연 녹지를 파괴하는데 가뭄기간에
   농작물의 경작이 실패하게 되면 토양은 황폐한 상태로 노출되어 토양의 수분 함유 능력이 저하되면서 적은 비에도 홍수가 발생하고 토양을 침식하게 된다.
   이에 따라 지표의 반사도가 증가하게 되고 이때 지면의 습기가 감소하기 때문에 토양의 숨은 열 속이 감소하여 지면온도가 올라가게 된다.
   반면에 알베도의 증가는 토양의 복사 효과를 감소 시켜 지면 온도의 하강을 가져온다.
   이 경우 알베도에 의한 지표의 기온 하강 효과가 열속 감소를 일으켜 복사수지의 감소가 생긴 지역에 대규모 하강기류가 발생한다.
   
   이에 따라 구름과 강수의 생성을 더욱 어렵게 하여 가뭄이 확산되고 사막화가 진행된다.
   즉 온난화에 의해 기온이 상승되고 가뭄현상이 발생, 지표면의 알베도가 증가하고, 반사에너지 증가에 따른 지표면의 냉각이 발생, 이에 따라 차가운 지표면에 건조한 하강기류가 형성되고 강우량의 감소로 인해 지표면의 질적 저하가 일어나게 되는 것이다.