Co się stanie, gdy dwutlenek węgla zaabsorbuje foton IR?

Cząsteczki dwutlenku węgla (CO2) absorbują fotony podczerwieni (IR) przy określonych długościach fal. Te długości fal odpowiadają poziomom energii wymaganym do wzbudzenia różnych modów wibracyjnych cząsteczki. Kiedy cząsteczka CO2 absorbuje foton IR, zyskuje energię i przechodzi na wyższy poziom energii wibracyjnej.

Zazwyczaj promieniowanie podczerwone pochłaniane przez CO2 mieści się w zakresie 15 µm (667 cm-1) i 4,25 µm (2350 cm-1) widma elektromagnetycznego. Pasma te wynikają odpowiednio z asymetrycznego trybu rozciągania i zginania cząsteczki CO2.

Konkretna pochłonięta długość fali zależy od różnych czynników, w tym temperatury, ciśnienia i stężenia CO2 w środowisku. W temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem najsilniejsze pasma absorpcji CO2 znajdują się wokół 15,8 µm (632 cm-1) i 4,26 µm (2349 cm-1).

Zdolność CO2 do pochłaniania promieniowania podczerwonego jest kluczowym aspektem naturalnego efektu cieplarnianego Ziemi. Kiedy światło słoneczne dociera do atmosfery ziemskiej, część promieniowania podczerwonego emitowanego przez powierzchnię Ziemi jest pochłaniana przez CO2 i inne gazy cieplarniane. Absorpcja ta zatrzymuje ciepło w atmosferze, przyczyniając się do ogólnego efektu ocieplenia i regulacji temperatury Ziemi.

Pomiar i monitorowanie absorpcji promieniowania podczerwonego przez CO2 odgrywa znaczącą rolę w różnych dziedzinach, takich jak nauka o atmosferze, badania klimatyczne, monitorowanie gazów cieplarnianych i wykrywanie środowiska. Naukowcy wykorzystują techniki i instrumenty spektroskopowe do badania i analizowania cech widmowych i zachowania CO2 w różnych środowiskach.