Glaciología

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Antártica

Albedo

Se define albedo (α) o reflectancia como la proporción de radiación solar incidente de onda corta que es reflejada por la superficie. Se define como el cociente entre la radiación de onda corta reflejada y la radiación de onda corta incidente:

donde I denota la radiación de onda corta y las flechas indican el sentido del flujo. Es posible hablar de reflectancia espectral y reflectancia o albedo de banda ancha. En el primer caso se considera la energía reflejada en cada banda estrecha del espectro solar de onda corta y en el segundo se considera la reflectancia integrada sobre todo el espectro. La banda espectral considerada para la nieve es de 0.3 a 2.8 µm, banda a la que son sensibles los albedómetros y piranómetros más usados en glaciología, y que comprenden prácticamente la totalidad de la energía solar incidente.

La rugosidad y composición de la superficie del hielo y la nieve afectan de forma importante al albedo. Así una superficie rugosa, con penitentes, tiende a disminuir el albedo porque ocasiona múltiples reflexiones de los rayos solares y aumenta la probabilidad de absorción, además de acumular polvo en el fondo de los penitentes [Corripio and Purves, 2004].

La radiación solar es absorbida en un volumen de nieve determinado por el coeficiente de extinción de la nieve [Fukami et al., 1985; Sergent et al., 1987], es por ello que para una capa poco gruesa de nieve, el albedo de la superficie subyacente afecta al albedo global de la superficie. Valores típicos de albedo de hielo y nieve se dan en la Tabla 1, a partir de [Cuffey y Paterson 2010], es importante comentar que los valores de hielo sucio y con sedimentos pueden variar dependiendo de la proporción de los sedimentos y la mineralogía de los mismos.

SuperficieRango de albedo %Valor medio %
Nieve seca80–9784
Nieve derritiéndose66–8874
Neviza43–6953
Hielo limpio34–5140
Hielo ligeramente sucio26–3329
Hielo sucio15–2521
Hielo cubierto de detritos10–1512

Tabla1. Valores característicos de albedo (%) para diferentes superficies de hielo y nieve. Fuente: [Cuffey y Paterson 2010]. Se indican valores porcentuales, tal y como aparece en la cita original.

El albedo de la nieve depende de la forma del cristal de nieve, según su esfericidad o dendricidad, por lo que el metamorfismo de la misma afecta el valor de albedo [Wiscombe and Warren, 1980; Sergent et al., 1993]. El metamorfismo «destructivo», que tiende a redondear los granos de nieve, disminuye el albedo, mientras que procesos como la formación de escarcha o escarcha de profundidad por acreción de cristales de hielo mediante deposición de vapor de agua tienden a aumentar el albedo [e.g. McClung and Schaerer, 1993]. Es por ello que la simulación del albedo de la nieve es sumamente compleja (Corripio et al., 2008).

Existen aproximaciones simples basadas en un decaimiento exponencial del valor de albedo con el tiempo, o el envejecimiento de la nieve y también el impacto de la temperatura o balance de energía [Dickinson et al., 1993; Lynch et al., 1998; Brock et al., 2000; Lehning et al., 2002; Essery and Etcheverts, 2004; Gardner and Sharp, 2010; Kuipers Munneke et al., 2011].

Referencias

Corripio, J. G. and Purves, R. S. (2004): «Surface Energy Balance of High Altitude Glaciers in the Central Andes: the Effect of Snow Penitentes.» 51(55), 91-96.Climate and Hydrology in Mountain Areas, Wiley & Sons, London. chapter 3, pp. 15–27.

Corripio, J., R. Purves & A. Rivera (2008): «Modeling climate-change impacts on mountain glaciers and water resources in the Central Dry Andes«. In: B. Orlove, E., Wiegandt & B. Luckman (Eds.). Darkening Peaks: Glacier Retreat, Science and Society, University of California Press, USA, p. 126-135.

Cuffey, K. and Paterson, W. (2010): «The Physics of Glaciers.» 4th ed., Elsevier, Burlington, MA.

Fukami, H.; Kojima, K. and Aburakawa,H. (1985): «The extinction and absorption of solar radiation within a snow cover.» Annals of Glaciology, vol.6, pp.118-122

McClung D. and Schaerer P. (1993): «The Avalanche Handbook.» The Mountaineers, 271pp.

Paterson, W., (1994): «The Physics of Glaciers.» Pergamon Press, London.

Wiscombe W. and Warren S. (1980): «A model for the Spectral Albedo of Snow. I: Pure Snow.». Journal of the Atmospheric Sciences, 37(12) pp. 2712-2733.