为什么不地球波长的辐射有强烈的吸收?

Question

有记住各种大气气体吸收红外辐射,为什么几乎没有传出辐射到太空中吸收强在哪里?

在二氧化碳美元15个波长,几乎没有即将离任的辐射。好吧,这听起来合乎逻辑,因为二氧化碳美元吸收的辐射范围。

但自二氧化碳美元是一个很好的吸收器,根据基尔霍夫定律它应该是一个不错的发射器在同一波长。

辐射方程在其最简单的形式表示:

$ $ I_ \ν= I_ \ν(0)e ^{- \τ\ν}+ I_ \νB ^[单电子^ {- \ tau_ \ν}]$ $

我理解,当光学厚度很大,由即将离任的辐射I_ \ν^ B美元黑体辐射的玻耳兹曼值。

大气光学厚度时,我们会有这种情况,因此,根据照片,应该有外向这些波长的辐射也。甚至考虑大气的温度较低,在我看来,不解释,为什么外向辐射几乎为零。

但是为什么会出现这样的情况呢?

Answer 1

由于大型光学厚度,即将离任的辐射发射在平流层的温度下(~ 210 k的温度的黑体表示)。

记住,黑体图中比例的总积分,即某个常数\ * T ^ 4美元。因此,发射表面在210 k排放通量比温和的低,室温黑体表面上,大气窗口信号来自哪里。

我强烈认为这张图有一个线性轴在y方向上,严重抑制了低流量值。它也取决于流量f{\λ}$ $与单位$ f{\λ}[]= J s ^ m ^{1}{2}一个^ {1}$或能量密度f{\λ}$ $ \λ与单位f{\[美元\λλ}]= J s ^ m ^ {1} {2} $是策划,它可以抑制长波长特性。

我想地球发射光谱通常的观点在某些情节我就可以看到在这里15微米,抑制清晰可见(内反转温度结构的特性,在大气中)。

所以TLDR:我的钱在一些可伸缩性问题,这个情节应该是简单的,对公共消费。

Answer 2

图表显示出地球表面的热发射。正如你所说,大气光学厚度最多红外波段。但最终,如果你足够高,气氛变得光学薄。大气中,高度发出红外波长对应的温度。

这是一个有点复杂。大部分的红外吸收是由于水蒸气。如果你看看水蒸气的红外光谱,你会看到一片森林的个人吸收线。在字里行间,你达到光学深度等于1的高度较低,在一条线的核心在一个更高的高度。因为温度变化与高度,频谱变得相当复杂。

当我还是一个研究生在天体物理学中,我们观察从NASA-operated飞机配备望远镜(特别是柯伊伯机载天文台和早些时候,较小的李尔喷气式飞机)。我们要飞大约40000英尺,它是足够高的中纬度地区平流层,但更重要的是,几乎所有的水蒸气。因此我们能够观察到波长无法访问到地面天文台(在我们的例子中,20 - 40微米)。在我的一个口语考试,我被问到这个问题——为什么40000英尺?

https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_absorption_by_water