UPPSC 2019 प्रारंभिक प्रश्नपत्र-I · प्रश्न 95 / 150

सही उत्तर — (D) वापसी की शक्ति। एलबीडो (Albedo) किसी सतह पर पड़ने वाले सौर विकिरण का वह अंश है जिसे वह सतह सीधे परावर्तित कर देती है, जिसे या तो 0 से 1 के अनुपात में या प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है। एक आदर्श दर्पण का एलबीडो 1 होगा, एक आदर्श कृष्णिका (black body) का 0। ताज़ी साफ बर्फ प्राकृतिक परावर्तकों में सबसे अधिक है, लगभग 80 से 90 प्रतिशत; घना बादल तुलनीय है, रेगिस्तानी बालू 25 से 40 प्रतिशत की सीमा में है, तथा वन-छत्र व खुला समुद्र लगभग 10 प्रतिशत से नीचे बैठते हैं। पूरे ग्रह पर औसत, पृथ्वी का एलबीडो लगभग 30 प्रतिशत है — अर्थात्, वायुमंडल के शीर्ष पर पहुँचने वाले सूर्यप्रकाश का लगभग एक-तिहाई बिना कुछ भी गर्म किए अंतरिक्ष में लौटा दिया जाता है। इसलिए एलबीडो यह नहीं बताता कि कोई पिंड कितना विकिरण अपने आर-पार जाने देता है, कितना सोखता है, या स्वयं कितना उत्सर्जित करता है; यह केवल परावर्तन को मापता है।

• (a)संचार शक्ति — पारगम्यता (transmissivity) उस विकिरण का वर्णन करती है जो किसी पिंड के आर-पार गुज़र जाता है — खिड़की के काँच या साफ पानी से होकर सूर्यप्रकाश। एलबीडो केवल वही गिनता है जो सतह से टकराकर वापस लौटता है; अधिकांश प्राकृतिक भू-सतहें लगभग कुछ भी पारगमित नहीं करतीं।
• (b)अवशोषित शक्ति — यही इच्छित जाल है, क्योंकि दोनों सीधे जुड़े हुए हैं और आसानी से उलटे जा सकते हैं। किसी अपारदर्शी सतह के लिए, अवशोषित विकिरण = 1 घटा एलबीडो — इसलिए उच्च एलबीडो का अर्थ है निम्न अवशोषण। ताज़ी बर्फ, जिसका एलबीडो लगभग 0.9 है, लगभग कुछ भी अवशोषित नहीं करती, और यही कारण है कि बर्फीले मैदान ठंडे और पिघलने में धीमे बने रहते हैं। एलबीडो को 'अवशोषित शक्ति' कहना भौतिकी को उलट देता है।
• (c)उत्सर्जक शक्ति — उत्सर्जकता (emissivity) किसी पिंड की अपने ही तापमान पर ऊर्जा विकीर्ण करने की क्षमता है — पृथ्वी के लिए इसका अर्थ है बहिर्गामी दीर्घ-तरंग अवरक्त विकिरण, जो स्टीफन-बोल्ट्ज़मान संबंध द्वारा नियंत्रित होता है। एलबीडो ऊष्मा-बजट के आगमी लघु-तरंग आधे भाग से संबंधित है, उत्सर्जकता बहिर्गामी दीर्घ-तरंग आधे भाग से। बर्फ इस बात का उदाहरण है कि ये दोनों स्वतंत्र हैं: सूर्यप्रकाश के लिए इसका एलबीडो बहुत उच्च है, फिर भी अवरक्त में यह लगभग कृष्णिका के निकट है।

पृथ्वी के ऊष्मा-बजट का एक आगमी लघु-तरंग पक्ष है और एक बहिर्गामी दीर्घ-तरंग पक्ष। आगमी पक्ष पर, किसी सतह तक पहुँचने वाला सूर्यातप या तो परावर्तित होता है या अवशोषित; एलबीडो परावर्तित अंश है, और यह सतह की प्रकृति, उसके रंग व खुरदरेपन, तथा सूर्य के कोण के साथ बदलता है। बहिर्गामी पक्ष पर, जो कुछ भी अवशोषित हुआ था वह अंततः दीर्घ-तरंग अवरक्त के रूप में पुनः विकीर्ण होता है, और वायुमंडल की ग्रीनहाउस गैसें उसका एक भाग रोक लेती हैं। चूँकि एलबीडो यह तय करता है कि सिरे से कितनी ऊर्जा तंत्र में प्रवेश करती है, यह क्षेत्रीय व वैश्विक तापमान के मुख्य नियंत्रकों में से एक है।

चारों विकल्प वे चार चीज़ें हैं जो कोई सतह विकिरण के साथ कर सकती है — इसे परावर्तित करना, इसे पार जाने देना, इसे अवशोषित करना, या अपना विकिरण उत्सर्जित करना — और केवल इनमें से एक ही एलबीडो का नाम है। लैटिन मूल मदद करता है: albus का अर्थ है सफेद, और सफेदी ही परावर्तकता है। सबसे सामान्य त्रुटि विकल्प (b) है, क्योंकि परावर्तन व अवशोषण एक ही संतुलन के दो पक्ष हैं और जल्दबाज़ी करने वाला अभ्यर्थी गलत पक्ष पकड़ लेता है। इसे एक ही चित्र से ठीक करें: ताज़ी बर्फ चौंधियाने वाली उजली होती है क्योंकि यह परावर्तित करती है, और यह ठंडी होती है क्योंकि इसलिए यह इतना कम अवशोषित करती है। यही संबंध बर्फ-एलबीडो प्रतिपुष्टि (feedback) को चलाता है जो आर्कटिक को शेष ग्रह से अधिक तेज़ी से गर्म करता है।

• एलबीडो = परावर्तित सौर विकिरण भाग आपतित सौर विकिरण, जिसे 0 से 1 के अनुपात में या प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है; यह शब्द लैटिन albus, 'सफेद', से आया है।
• प्राकृतिक सतहों में ताज़ी बर्फ का एलबीडो सबसे अधिक है, लगभग 80 से 90 प्रतिशत; घना वन व खुला समुद्र सबसे कम में से हैं, अक्सर 10 प्रतिशत से नीचे, जबकि रेगिस्तानी बालू बीच में है।
• पृथ्वी का औसत ग्रहीय एलबीडो लगभग 30 प्रतिशत है — आगमी सौर ऊर्जा का लगभग एक-तिहाई बिना अवशोषित हुए अंतरिक्ष में लौटा दिया जाता है।
• बर्फ-एलबीडो प्रतिपुष्टि: पिघलती बर्फ गहरे समुद्र या भूमि को उजागर करती है, जो अधिक विकिरण अवशोषित करती है, और अधिक गर्म होकर और अधिक बर्फ पिघलाती है — आर्कटिक प्रवर्धन के केंद्र में एक धनात्मक प्रतिपुष्टि।
• एलबीडो एक लघु-तरंग (आगमी सौर) गुण है, जबकि उत्सर्जकता दीर्घ-तरंग (स्थलीय अवरक्त) विकिरण को नियंत्रित करती है; किसी सतह का एलबीडो व उत्सर्जकता दोनों एक साथ उच्च हो सकते हैं।

• एलबीडो को अवशोषण के बराबर मान लेना — ये पूरक हैं: किसी अपारदर्शी सतह के लिए, अवशोषण = 1 घटा एलबीडो।
• एलबीडो को किसी सतह-प्रकार के लिए एक स्थिर स्थिरांक मानना; यह सूर्य के कोण के साथ, बर्फ की आयु व गंदगी के साथ, और बादल की मोटाई के साथ बदलता है।
• एलबीडो को उत्सर्जकता के साथ भ्रमित करना — पहला आगमी लघु-तरंग सूर्यप्रकाश से संबंधित है, दूसरा बहिर्गामी दीर्घ-तरंग अवरक्त से।

दोनों आयोग एलबीडो को दो रूपों में पूछते हैं — एक सीधी परिभाषा, जैसा यहाँ है, या एक रैंकिंग प्रश्न ('कौन-सी सतह सूर्यप्रकाश को अधिक वापस परावर्तित करती है')। UPSC ने 2010 में रैंकिंग रूप का और 2008 में कथन-आधारित रूप का प्रयोग किया, और UPPSC ने 2021 में रैंकिंग रूप को लगभग शब्दशः दोहराया, इसलिए अवधारणा की एक स्पष्ट पकड़ इन सबको कवर कर लेती है।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  निम्नलिखित में से किस सतह का एलबीडो सबसे अधिक है ?

  • (a)घना उष्णकटिबंधीय वन
  • (b)ताज़ा बर्फ-आच्छादन
  • (c)खुली समुद्री सतह
  • (d)ताज़ी जोती हुई काली मिट्टी

  उत्तर(b) ताज़ा बर्फ-आच्छादन — यह आगमी सूर्यप्रकाश का लगभग 80 से 90 प्रतिशत परावर्तित करता है, जो वन, समुद्र या गहरी मिट्टी से कहीं अधिक है, जो सभी अपने ऊपर गिरने वाले अधिकांश विकिरण को अवशोषित कर लेते हैं।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  ध्रुवीय क्षेत्रों में क्रियाशील बर्फ-एलबीडो प्रतिपुष्टि को सबसे अच्छे रूप में किस प्रकार वर्णित किया जा सकता है ?

  • (a)एक ऋणात्मक प्रतिपुष्टि जो ध्रुवीय तापमान को स्थिर करती है
  • (b)एक धनात्मक प्रतिपुष्टि जो तापन को बढ़ाती है
  • (c)एक प्रक्रिया जो पूर्णतः बहिर्गामी दीर्घ-तरंग विकिरण द्वारा संचालित है
  • (d)एक प्रक्रिया जो सतह की परावर्तकता से असंबंधित है

  उत्तर(b) एक धनात्मक प्रतिपुष्टि जो तापन को बढ़ाती है — पिघलती बर्फ कम एलबीडो वाले गहरे समुद्र व भूमि को उजागर करती है, जो अधिक सौर विकिरण अवशोषित करते हैं, तापमान को और बढ़ाते हैं, और और अधिक बर्फ पिघलाते हैं।