アルベドとは？雪と海の反射率の違いと氷が減ると温まりやすくなる理由

晴れた日の雪原はまぶしいのに、同じ日差しが当たる海は濃い青に見えます。この違いは景色の色だけでなく、地球が太陽からどれくらいのエネルギーを受け取るかにも関わっています。そこで登場する言葉が「アルベド」です。

アルベドとは、入ってきた光のエネルギーのうち、反射される割合を示すものです。雪や氷、海、雲などで値が異なり、地球の温まり方を考える手がかりになります。ここでは計算の意味から、雪と海の違い、温暖化との関係まで整理します。

最初に押さえるポイント

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アルベドの意味と計算方法：0.3は何を表す？

アルベドは反射率とも呼ばれます。気象や環境の話では、主に太陽から届いた放射が地面や物体によって反射される割合を指します。国立環境研究所の用語集も、太陽放射に対する反射の割合として説明しています。出典：国立環境研究所・アルベド

たとえば、ある面へ100のエネルギーが入り、そのうち30が反射されるなら、30÷100＝0.3です。パーセントなら30％。0.8なら80％を反射するという意味になります。

同じ条件で比べれば、値が大きいほど反射される分が多くなります。ただし、地表で測った値と、雲や大気も含めて宇宙から見た地球全体の値は、対象とする範囲が違います。「地球のアルベド」と「雪面のアルベド」を、そのまま同じ数値として扱わないことが大切です。

NASAの雪の解説では、新しい雪が吸収する太陽エネルギーは約10％であるのに対し、土や植生など多くの自然の地表は約80％以上を吸収すると紹介しています。これは新しい雪が太陽光をよく反射することを示す例です。出典：NASA・Snow Science Overview

一方、海氷の白い表面は、海水より多くの太陽光を宇宙へ反射します。海氷が解けて暗い海面が現れると、太陽光を吸収する割合が増えます。出典：NASA・Sea Ice

表面の色は分かりやすい手がかりですが、写真が白い・黒いというだけで正確な反射率は分かりません。何の波長の光を、どの方向から、どんな表面へ当てたかという条件も必要です。

海氷が減って海面が広く露出すると、太陽光をより多く吸収しやすくなります。その水が温まると、さらに周囲の氷を解かす方向へ働きます。このように、最初の変化を増幅する循環が、氷とアルベドのフィードバックです。

NASAは、この循環が数年にわたり地球の気候へ影響しうると説明しています。ここでいう「正のフィードバック」の「正」は、よい影響という意味ではありません。起きた変化を強める向きに働くという意味です。

ただし、これだけで地域の気温変化のすべてを説明できるわけではありません。日射がある季節かどうか、雲、大気や海による熱の移動なども関わります。太陽光の反射についての仕組みを、気候全体の唯一の原因と取り違えないようにしましょう。

同じ雪に見えても、降った直後と、時間がたって融け始めた雪とでは状態が違います。JAXAの地球観測衛星「しきさい」の資料では、積雪の浅い層に存在する氷結晶の粒の大きさなどを扱い、雪氷面アルベドのデータも提供しています。出典：JAXA・雪氷観測のアルゴリズム資料

観測では、雪があるかどうかだけでなく、その状態を知ることにも意味があります。新雪の代表値を、長く積もった雪や融雪中の雪へ機械的に当てはめるのは避けましょう。地表の反射率は、変化する自然の状態を映す量です。

日本天文学会の天文学辞典では、地球の平均アルベドを約0.3と紹介しています。これは、地球が受ける光のうち反射される割合の目安です。雲や雪氷に覆われるかどうかなど、地表や大気の状態により異なります。出典：日本天文学会・天文学辞典

アルベドが低くなると、ほかの条件が同じなら太陽光の吸収は増えます。それでも、その数値だけから何度になると決めることはできません。受け取る日射の量、赤外線として逃げるエネルギー、大気の働きなどを合わせて考える必要があります。

また、反射された光が多いことと、表面が鏡のようにつるつるしていることも同じではありません。雪のようにいろいろな方向へ光を返す面もあります。アルベドが表すのは、光を返す量の割合です。

雪が消えた場所だけ地面が暗く見える、海氷の割れ目に濃い海の色が見える。こうした景色には、反射と吸収の違いが表れています。アルベドを知ると、白い表面が地球のエネルギーの出入りに関わっていることが分かります。

氷がつくる別の不思議は、フロストフラワーの仕組みでも紹介しています。太陽光が届く時間が大きく変わる極域の現象については、極夜でも空が真っ暗とは限らない理由もどうぞ。