雲のアルベド

雲中の液体の水と氷の含有量が多いほど、雲の反射率を決定する主要因であるアルベドが増加します。^{[ 6 ] [ 7 ]}アルベドの変化は、もともと水含有量が少ない雲ほど大きく、大きな雲では含有量の増加に伴う効果が逓減し始めます。氷の形で存在する水は、巻雲などの高高度雲によく見られます。^{[ 7 ]}

厚い雲は薄い雲よりもアルベドが高い。^{[ 1 ] [ 3 ] [ 6 ]}実際、厚い雲と薄い雲は、水滴の大きさなどの他の要因の違いに対して異なる反応を示すことがある。厚い傾向がありアルベドが高い雲には、積雲、層積雲、積乱雲などがある。^{[ 3 ] [ 1 ]}

一般的に、液滴のサイズが小さいほどアルベドは高くなります。ただし、雲の位置によっては、薄い雲では実際には逆のことが当てはまる場合もあります。^{[ 6 ]}しかし、より一般的で影響力の大きいケースでは、粒子のサイズが小さくなると、体積に対する表面積が大きくなるため、雲のアルベドが高くなります。これにより、液滴はより白く、より反射率が高くなります。^{[ 1 ] [ 7 ]}

トゥーミー効果は、汚染物質による雲核によって雲のアルベドが増加する現象です。^{[ 8 ] [ 4 ]}エアロゾル濃度とエアロゾル密度の増加は、雲粒濃度の増加、雲粒の小型化、および雲のアルベドの増加につながります。^{[ 6 ] [ 7 ]}巨視的に同一の雲では、大きな滴が少ない雲は、小さな滴が多い雲よりもアルベドが低くなります。同様に、小さな雲粒子は降水量を減らし、雲の寿命を延ばすことで雲のアルベドを増加させます。これにより、太陽放射がより長い期間にわたって反射されるため、結果として雲のアルベドが増加します。アルブレヒト効果は、雲核による雲の寿命の増加に関連する概念です。^{[ 5 ]}

雲のアルベドは、雲の総水分量または深さと太陽の天頂角とともに増加します。^{[ 7 ]}アルベドの天頂角による変化は、太陽が地平線に近いときに最も速く、太陽が真上にあるときに最も遅くなります。平面平行雲による太陽放射の吸収は、天頂角の増加とともに減少します。これは、天頂角が高いほど宇宙に反射される放射が雲に深く浸透しにくくなり、したがって吸収される可能性が低くなるためです。^{[ 7 ]}

雲と気候モデルには、さまざまな正と負の雲アルベド-気候フィードバックループが存在する。負の雲-気候フィードバックループの例として、惑星が温暖化すると雲量が増加し、惑星のアルベドが増加する。アルベドの増加は吸収される太陽放射を減少させ、冷却につながる。これとは逆の正のフィードバックループとしては、高層雲層の上昇、雲量の垂直分布の減少、アルベドの低下などが挙げられる。^{[ 9 ]}

大気汚染は雲凝結核の変動を引き起こし、雲や地域特性に応じて大気温度、相対湿度、雲の形成に影響を与えるフィードバックループを生み出す可能性がある。例えば、硫酸エアロゾルの増加は降水効率を低下させ、降水効率の低下がエアロゾルの大気中寿命を延ばすという正のフィードバックループをもたらす可能性がある。^{[ 5 ]}一方、混合相雲では、ブラックカーボンエアロゾルが氷相降水の形成を増加させ、エアロゾル濃度を低下させるという負のフィードバックループが確立される可能性がある。^{[ 5 ]}