שינוי באלבדו של כדוה"א עשוי להיות בעל השפעה עוצמתית על האקלים. כשהאלבדו או החזרת האור מפני השטח עולים, יותר אור שמש מוחזר אל החלל החיצון. יש לכך השפעה מקררת על הטמפרטורה העולמית. ולהפך, ירידה באלבדו מחממת את הפלנטה. לשינוי של 1% באלבדו העולמי יש אפקט קרינתי של 3.4 וואט למטר רבוע, בר השוואה לאילוץ המתקבל מהכפלת ריכוז הפחמן הדו חמצני באטמוספירה. אז איך האלבדו השפיע על הטמפרטורה העולמית בעשורים האחרונים?

מגמות האלבדו לפני שנת 2000

 ישנם מספר גורמים השמפיעים על האלבדו של כדוה"א. שלג וקרח מחזירים אור רב, אז כאשר הם נמסים, האלבדו קטן. ליערות יש אלבדו קטן מזה של שטח פתוח, אז היעלמות יערות מגדילה את האלבדו. (אבל לפרוטוקול: לא, כריתת כל היערות היא לא הפיתרון להתחממות הגלובלית.) לאירוסולים השפעה ישירה ועקיפה על האלבדו. ההשפעה הישירה היא החזרת אור שמש אל החלל. ההשפעה העקיפה היא תפקיד האירסולים כגרעיני התעבות לעננים, המשפיעים על יצירת ומשך קיום העננים. עננים בתורם משפיעים על הטמפרטורה הגלובלית. הם עשויים לגרום לקירור באמצעות החזרת אור שמש או לחימום באמצעות בליעת קרינת תת-אדום אשר נפלטת מכדוה"א.

כל הגורמים האלו נלקחים בחשבון כאשר סוכמים את האילוצים הקרינתיים שמניעים את האקלים. שינויים בשימושי הקרקע משוקללים משחזורים היסטוריים של שינויים באיזורי מרעה ושדות חקלאיים. שילוב של תצפיות לוויין וקרקע מאפשרות לנו לקבוע מגמות בריכוז האירוסולים ובהשפעת האלבדו של העננים. התצפיות מראות שמכל ההשפעות שנמנו, האלבדו מהעננים הוא הגורם הדומיננטי ביותר. המגמה ארוכת הטווח היא מגמה מקררת עם  אילוץ של 0.7Wm^-2- בין השנים 1850 ו-2000.

איור 1: אילוצים קרינתיים בממוצע שנתי וגלובלי. (פרק 2 של IPCC AR4) 

שינויי אלבדו אחרי שנת 2000

דרך אחת למדוד את האלבדו של כדוה"א היא שימוש באור השמש המוחזר מכדוה"א אל הירח, ואז מוחזר מהירח אל הצד החשוך של כדוה"א. אור זה נמדד מתחנת  Big Bear Solar Observatory מאז נובמבר 1998 (ומדידות מסוימות גם בשנת 1994 ו-1995). איור 2 מראה שינויים באלבדו מנתוני לוויין (בשחור) ומדידות אור מוחזר (בכחול). (Palle 2004)

איור 2: חריגות אלבדו משוחזרות מנתוני לווין ISCCP (שחור) וחריגות אלבדו שנצפו באור מוחזר מהירח (כחול). הציר האופקי מימין מראה אילוץ קרינתי שלילי (כלומר- מקרר)  (Palle 2004)

הנתונים באיור 2 הם בעייתיים. הקו השחור, המשוחזר מנתוני הלוויין ISCCP "הוא פמרטר סטטיסטי לחלוטין בעל משמעות פיזיקלית מועטה מאחר והוא לא לוקח בחשבון את היחסים הלא-לינאריים בין תכונות עננים, פני שטח ואלבדו, ולא כולל שינויי אלבדו הנובעים מאירוסולים כגון אלו הקשורים להר פינאטובו, או פליטות סולפאט ממקור אנושי, למשל. (Real Climate)

אפילו יותר בעייתית היא העלייה באלבדו סביב 2003, אותה רואים בקו הכחול. עלייה זו עומדת בניגוד חד למדידות לוויין שלא הראו מגמה באותה תקופה. כדי להבין זאת טוב יותר, נקח לדוגמה  את ההתפרצות של הר הגעש פינאטובו בשנת 1991 שפיזרה אירוסולים אל האטמוספירה. אירוסלים אלו החזירו אור שמש וגרמו לאילוץ קרינתי שלילי של 2.5 Wm-2 .זה הוביל לירידה דרמטית בטמפרטורה הגלובלית. נתוני האור המוחזר מראים אילוץ של קרוב ל6- Wm-2 , שאמורה לגרום לירידה גדולה אפילו יותר בטמפרטורה הגלובלית. ירידה כזו לא התרחשה.  

ב-2008, התגלתה הסיבה לאי ההתאמה. ה-Big Bear Solar Observator התקין טלסקופ חדש ב-2004 על מנת למדוד אור מוחזר. עם הנתונים החדשים, הם כיילו מחדש את המדידות הישנות שלהם  (Palle 2008). איור 3 מראה את הנתונים הישנים (שחור) והחדשים (כחול). העלייה החריגה ב2003 נעלמת. עם זאת, מגמת עליה באלבדו נותרת בין 1999 ל-2003.

איור 3: חריגות אלבדו כפי שנמדדו מאור מוחזר. בשחור חריגות האלבדו שפורסמו ב2004 (Palle 2004). בכחול חריגות האלבדו אחרי ניתוח המידע המשופר, שכולל בנוסף שנים נוספות של נתונים .(Palle 2008).

כמה מדויקת שיטת האור המוחזר בקביעת האלבדו הגלובלי? שיטה זו לא נותנת הערכת אלבדו גלובלי. היא נותנת מידע רק על כשליש מכדור הארץ בכל תצפית, ואיזורים מסוימים אינם ניתנים לצפייה מאתר המדידה. זאת ועוד, המדידות נעשות במרווחי זמנים גדולים, ונעשות רק בטווח אורכי גל צר של 0.4 ל-0.7 µm.  (Bender 2006).

מנגד, נתוני לווין (כמו CERES) הם מדידות גלובליות של הקרינה קצרת אורך הגל המוחזרת מכדוה"א, כולל ההשפעות של כל הגורמים באטמוספירה ובפני השטח. השיטה מכסה ספקטרום רחב יותר של אורכי גל (0.3–5.0 µm). ניתוח של הנתונים מCERES לא מראה מגמה ארוכת טווח באלבדו בין מרץ 2000 ליוני 2005. השוואה עם 3 סטים נפרדים של מידע לוויני (MODIS, MISR , SeaWiFS) מראה גם היא "עקביות יוצאת מן הכלל" בין 4 תוצאות הלווינים (Loeb 2007a).

איור 4: חריגות חודשיות בממוצע גלובלי בשטף קרינה בCERESSWTOA ובאחוז העננים ב MODIS

לאלבדו היייתה השפעה על הטמפרטורה הגלובלית, בעיקר בקירור במגמות ארוכות טווח. ככל הנוגע למגמות עדכניות, נתונים מאור מוחזר מראים עלייה באלבדו מ-1999 אבל מגמה זניחה מ-2003 והלאה. לוויינים מראים מגמה זניח משנת 2000 והלאה.

תורגם ע"י עומר דראל במסגרת הקורס "מבוא לאקלים" באוניברסיטה העברית בירושלים