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\ begingroup美元

看着维基百科关于吸收带的页面,在我看来,似乎有一个相当大的窗口-即a局部最小值-在图中电磁辐射吸收,如下图所示。

水蒸气氧气臭氧,甲烷对波长为4 μm的辐射完全透明,二氧化碳只是开始吸收而已这个点,甚至一氧化二氮那里有一扇窗户。此外,瑞利散射也是最小值。

在…之上这是地球科江南体育网页版学堆栈交换的答案江南电子竞技平台通过卡米洛·Rada而且其来源显示最小(低于0.5%)的吸收二氧化硫在该波长。

为什么会这样?这似乎是一个相当奇怪的巧合,这么多东西在4 μm(一个特定的波长)下都是透明的中红外)电磁辐射。

在这里输入图像描述

\ endgroup美元
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    \ begingroup美元 不知道这是否会变成一个更普通的化学问题,我想如果有一个集中的原因,它与特定的分子推理有关?但也许有人对此有所见解。 \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    2022年6月27日4:09
  • 1
    \ begingroup美元 然而,观察不同吸收图的布局,似乎主要是H2O中有周期性的间隙,而没有其他的东西。但是,在吸收/散射剖面上有非常相似的大小的凹陷,只要水蒸气有空隙,在这个窗口中就没有另一个主要成分。 \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    2022年6月27日4:11
  • 3.
    \ begingroup美元 这是温室效应的原因和解释,它说明了为什么二氧化碳浓度对我们星球的温度很重要。 \ endgroup美元
    - - - - - -trond汉森
    2022年6月27日4:25
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    \ begingroup美元 @trondhansen所以,本质上:热辐射通过这个对它来说是透明的缝隙进入,渗透到地球,然后以大气能吸收的波长辐射出去? \ endgroup美元
    - - - - - -KEY_ABRADE
    2022年6月27日4:34
  • 1
    \ begingroup美元 @KEY_ABRADE它的工作原理是这样的:来自太阳的短波辐射加热了地面和空气,这种热量以更长的波长辐射出来,这个波长等于或接近于你的图中间隙的波长,因为你可以看到二氧化碳-甲烷和氮氧化物在间隙的不同部分阻挡辐射。 \ endgroup美元
    - - - - - -trond汉森
    2022年6月27日4:50

1回答1

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\ begingroup美元

在这个波长上,对任何温室气体的吸收都不够强。然而,这并不意味着没有。

记住,你在这里看到的是传输函数,并在线性尺度上绘制出来,然后加上它。在某一大气高度z处,每波长的透射函数定义为$T = I(z)/I_0 = e^{-\tau(z)}$,其中为光学深度\τ美元是沿路径对所有物种的不透明度乘以密度的视距积分,即。美元\τ(z) = \ int_z ^ \ infty dz \;\sum_{\rm species} \rho_s(z) \kappa_{s}(z)$,在那里\ρ(z)美元一个物种的密度是多少年代美元在给定的高度,和$ \ kappa_{年代}$
快速查看水的不透明度在1巴和300K的对数刻度(从DACE不透明度数据库)表明,在这个波长上,只有常规分子波段的显著下降,而没有其他。其他物种也一样。

水在1bar和300K时的不透明度函数

所以事实上,在4微米处似乎有一个可疑的下降是因为我们的大气柱深度积分\ρ(z)美元在这个波长下给出一个小的,但非零的值\τ(z)美元.如果传输图是对数的,你会看到这个非零值。

此外,试着去理解

为什么会这样?这么多东西在4 μm(中波长红外的特定波长)电磁辐射下都是透明的,这似乎是一个相当奇怪的巧合。

只要把分子不透明性想象成波长空间中的周期信号。如果你叠了足够多的周期,通过叠加,你总会在某个地方找到一个最小值。对于你提到的几种成分,这个最小值恰好是4\μ美元m。

\ endgroup美元

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