Albedo Effekt, Dunkle Steine, Schmelzendes Eis
Gesteinsablagerungen auf dem Pers Gletscher, sichtbar im Sommer bis zu ersten Schnee Photo © Jürg Kaufmann
Max Plancks Schwarzkörpergesetz auf Gletscher angewandt
Wie dunkle Steine auf Gletscheroberflächen Sonnenstrahlung absorbieren, sich nach Plancks Schwarzkörpergesetz erwärmen und die Eisschmelze durch Wärmeleitung beschleunigen bekannt als Albedo Effekt.
Von der Sonnenabsorption bis zur Eisschmelze, eine vollständige Energiebilanz
Wenn dunkle Steine auf einer Gletscheroberfläche liegen, absorbieren sie weit mehr Sonnenstrahlung als das umgebende Eis oder der Schnee. Ein dunkler Stein absorbiert über 90% des einfallenden Sonnenlichts, während Schnee bis zu 90% reflektiert.
Einmal von der Sonne erwärmt, muss der Stein diese Energie abgeben. Er tut dies auf drei Wegen: Er strahlt Infrarotwärme nach oben ab (beschrieben durch das Stefan-Boltzmann-Gesetz, das Integral von Plancks Schwarzkörperfunktion), er verliert Wärme an die umgebende Luft durch Konvektion, und entscheidend er leitet Wärme nach unten in das Eis, auf dem er liegt. Dieser letzte Weg ist es, der den Gletscher schmilzt.
Der Stein erreicht eine Gleichgewichtstemperatur, bei der die absorbierte Energie gleich der abgegebenen Energie ist. Bei dieser Temperatur bestimmt der Anteil der Energie, der ins Eis fliesst, die Schmelzrate.
Interaktiver Rechner
Der Rechner unten lässt Sie erkunden, wie Steingrösse, Gesteinsart, Sonnenintensität und Windbedingungen diese Energieaufteilung und die resultierende Eisschmelze beeinflussen.
Passen Sie die Parameter an, um zu sehen, wie jeder Faktor die Steintemperatur und die Eisschmelzrate beeinflusst.
