Einfluß Sonne bei der Aufheizung der Städte
Probleme
Wärmeentwicklung durch Sonnenstrahlen:
Die Sonne ist seit über 8.000 Jahren nicht mehr so aktiv wie heute:
Die Aktivität der Sonne im Verlauf der letzten 11.400 Jahre, also zurück bis zum Ende der letzten Eiszeit, hat eine internationale Forschergruppe um Sami K. Solanki vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung durch Isotopenanalyse von Jahrtausende alten Bäumen und Polareis rekonstruiert. Wie die Wissenschaftler aus Deutschland, Finnland und der Schweiz in der neuen Ausgabe der Zeitschrift "Nature" berichten, muss man über 8.000 Jahre in der Erdgeschichte zurückgehen, bis man einen Zeitraum findet, in dem die Sonne im Mittel ebenso aktiv war wie in den vergangenen 60 Jahren (nature, 28. Oktober 2004). Aus dem Studium früherer Perioden mit hoher Sonnenaktivität sagen die Forscher voraus, dass die gegenwärtig hohe Aktivität der Sonne wahrscheinlich nur noch wenige Jahrzehnte andauern wird. Während südliche Länder wie Griechenland schon lange mit der Verwendung von weißer Farbe dem Problem begegnen und die Sonne über hohe Rückstrahlwerte in das All zurück schicken, verwenden wir immer noch meist schwarze Beläge auf Dächern und Straßen und erhöhen die Problematik der städtischen Wärmeinseln.
Helle Farben reflektieren die Sonne und absorbieren weniger Wärme.
"Schwarzer" Asphalt heizt die Städte auf und beschädigt die Deckschichten.
"Schwarzer" Asphalt heizt die Städte auf, da nur 10% der Sonnenstrahlen reflektiert und 90% absorbiert werden.
Asphalt, aber auch Beton sind sehr gute Wärmespeicher. An einem wolkenlosen Sommertag kann die Intensität der Starhlung bis zu ca. 1.000 Watt/m² auf der Erdoberfläche erreichen. Diese Strahlungsleistung kann in Deutschland je nach Standort und atmosphärischen Bedingungen eine Energiemenge von bis zu 900 bis 1200 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr betragen.
"Schwarzer" Asphalt reflektiert die Sonnenstrahlen nur zu ca. 10 %, 90 % dieser Energie wird absorbiert, d.h., in Wärme umgewandelt.
Diese thermische Belastung läßt den Asphalt schmilzen und schädigt ihn nachhaltig. Es entstehen Spurrinnen.
Ein heller Asphalt kann die Sonnenstrahlen zu 30 % reflektieren, die Oberflächentemperatur wird kühler und die Straßen heizen sich weniger tagsüber auf. Dies führt nachts zu angenehmeren Temperaturen.
Albedometer Strahlungsreflektion
Albedometer
Mit einem Albedometer kann die Wärmebelastung der Sonne in Watt/m² gemessen werden. Gleichzeitig wird die Rückstrahlung des unten liegenden Materials gemessen. Dividiert man die Sonnenstrahlung durch die Rückstrahlung erhält man den Albedo.
Z.B., gemessen an einem klaren Sommertag:
Strahlung der Sonne: 750 Watt/m²
Rückstahlung des "schwarzen" Asphaltes: 75 Watt/m²
75 Watt/² / 750 Watt/m² = 0,1
Das heißt, 75 Watt/² (10%) werden reflektiert, 675 Watt/m² absorbiert (in Wärme umgewandelt).
Ein heller Asphalt würde an gleicher Stelle 150 Watt/m² mehr reflektieren und weniger die Fläche aufheizen.
Die Oberflächentemperatur würde um 6-7 Grad Celsius sinken.