Da vores læser Thomas Gudmand-Høyer engang fløj over Atlanten om natten, betragtede han betaget fuldmånens fine spejlbillede på havoverfladen. Det fik ham til at fundere over en læresætning, han havde fået indprentet under sin skoletid: is reflekterer lys bedre end vand.
»Det undrede mig at se det flotte genskin fra vandet, når man påstår, at ishavets polaris reflekterer mere end en isfri overflade. Jeg kunne jo se, at den belyste havoverflade var stærkt skinnende, når den blev belyst, mens havisen lå hen i mørke. Så kan læresætningen virkelig være rigtig?« spørger Thomas Gudmand-Høyer i en mail til Spørg Videnskaben.
Havets spejlkvalitet er bedre end isens
Astrofysiker Christoffer Karoff fra Aarhus Universitet ved en del om, hvordan lys fra fjerne himmellegemer opfanges eller reflekteres af jord, is og hav. Og han påpeger, at læseren blander to fænomener sammen: lysmængde og billedkvalitet.
»Det, jeres læser har oplevet, handler ikke om lysmængde, men om billedkvalitet. Havets overflade har i dette tilfælde været bedre til at afbilde Månen end isoverfladen, præcis som nogle teleskoper er bedre til at gengive et korrekt billede af Månen end andre. Men billedkvaliteten har ikke noget at gøre med, hvor meget lys overfladen reflekterer. Billedkvaliteten er alene afhængig af, hvor god overfladen er til at reflektere lyset på en måde, så det gengiver et korrekt billede af det objekt, som det stammer fra,« siger lektor Christoffer Karoff.
Luftbobler skubber lyset ud af kurs
Hvis denne forklaring er lige lovligt højtflyvende, så forestil dig i stedet, at du går en tur i Tivolis spejlsal. Det første spejl er buet på en måde, så lyset derfra får dig til at fremstå med et kæmpe hoved og en lille bitte krop. Det næste spejl gør dig tårnhøj og åleslank, mens det sidste forvandler dig til en dværg. De billeder, spejlene laver af dig, er altså vidt forskellige, selv om de alle reflekterer samme mængde lys.
»En havoverflade og et isdække er et eksempel på to spejle med vidt forskellig billedkvalitet. En isdækket overflade er ikke helt så jævn, som en havoverflade, bl.a. fordi den rummer små luftbobler. Hvis du sender to parallelle lysstråler ind på overfladen, vil de ikke opleve samme refleksion. Det indkomne lys vil blive reflekteret ud i mange forskellige retninger, så billedet af fuldmånen bliver helt udvisket,« siger Christoffer Karoff.
Rumteleskop kortlagde Jordens lys
\ Fakta
Vores læser undrer sig over, hvorfor han kunne se så tydeligt et genskin fra Månen på en dag, hvor der ifølge hans erindring var bølger på havet. Men ifølge Christoffer Karoff er det fra 10 km’s højde svært at fornemme, hvor høje bølger der egentlig er. Bølgerne udgør også kun en lille del af havets samlede overflade.
At is er bedre til at reflektere lys end vand, har satellitter for længst dokumenteret, bl.a. det første canadiske rumteleskop MOST, der blev opsendt i 2003. Under opsendelsen gik der en skrue løs i satellittens teleskop med den konsekvens, at teleskopet uforvarende kom til at opsnappe en masse af det sollys, som blev reflekteret ud i verdensrummet af Jordens overflade. Af de billeder, der tikkede ind på astronomernes skærme, fremgik det, at polerne lyser mere op end resten af kloden, samt at oceanerne er lysere end kontinenterne.
»Forklaringen er, at vand reflekterer mere lys end jord, og at is reflekterer mere lys end vand,« konstaterer Christoffer Karoff.
Den del af solindstrålingen, der reflekteres tilbage til rummet, kaldes for 'abedo'. Ordet er latinsk og betyder 'hvidhed'. Når solstrålerne går gennem atmosfæren, reflekteres de af skyer, af støvpartikler og især af Jordens overflade. Albedoens størrelse varierer meget: Nyfalden sne har således en albedo på 90 procent, gammel sne på 50 procent, skyer på mellem 50 og 90 procent, marker på mellem 15 og 30 procent og vandoverflader på sølle 10 procent.
Solen udsender ikke kun synligt lys
Ifølge den danske tv-meteorolog Jesper Theilgaard er der dog endnu et led mere i forklaringen. Han gør opmærksom på, at vores læser kun har set en lille brøkdel af det sollys, der reflekteres op til Månen af Jorden og sendes ned til Jorden igen. Men en betydelig del af det reflekterede lys er kortbølget stråling, som vi ikke kan se med det blotte øje.
»Jeg kender ikke refleksionsevnen af sollysets forskellige bølgelængder. Men det lys, han kan se, er kun det visuelle, mens han er afskåret fra at se sollysets kortbølgede stråler. Hvis han også kunne se dem, ville han få en anden oplevelse,« siger Jesper Theilgaard.
Refleksion fra is og vand afhænger også af nord og syd
\ Fakta
At mørke overflader sluger mere sollys end lyse, fremgår af deres temperatur. I bagende solskin er det køligere at bære lyst tøj end mørkt. Tilsvarende bruger luften over en sneoverflade længere tid på at blive varmet op end luften over bar jord, da den lyse overflade kun suger meget lidt af energien til sig og reflekterer størstedelen af sollyset tilbage til rummet igen.
Endelig må han også tage hensyn til den vinkel, som sol og måne står i. Når vi taler om de arktiske egne, så står Solen lavt, og en flad vinkel giver en høj refleksion af sollyset. I troperne, hvor Solen står højt, opfanges en stor del af energien af havet, mens der i de arktiske egne, hvor Solen står lavt, er høj refleksion.
»I hans mail skriver han ikke noget om, præcis hvor han fløj, men faktum er, at der sker en højere refleksion af sollyset højt oppe mod nord, end der gør længere mod syd. Det vil jeg også umiddelbart vurdere spiller ind på hans oplevelse,« siger Jesper Theilgaard.
Vi siger tak for det gode spørgsmål og kvitterer med en T-shirt til den videbegærlige.
Hvis du også har et spørgsmål til Videnskaben, så send det til os på redaktion@videnskab.dk.
Du kan også læse andre spørgsmål og svar i Spørg Videnskaben eller købe én af vores to bøger – Hvorfor lugter mine egne prutter bedst? og Hvad gør mest ondt – en fødsel eller et spark i skridtet? - med en række af de bedste spørgsmål og svar.
