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考虑到各种大气气体对红外辐射的吸收，为什么几乎没有向外辐射进入吸收力强的空间?
在二氧化碳美元15um波长，几乎没有向外辐射。好吧，这听起来很合理，因为二氧化碳美元吸收一定范围的辐射。
但自二氧化碳美元是好的吸收体，根据基尔霍夫定律它应该是一个很好的发射器在相同的波长。
辐射方程的最简形式是:
$ $ I_ \ν= I_ \ν(0)e ^{- \τ\ν}+ I_ \νB ^[单电子^ {- \ tau_ \ν}]$ $
据我所知，当光学厚度较大时，向外辐射主要由I_ \ν^ B美元即黑体辐射的玻尔兹曼值。
当大气在光学上很厚时，我们就会有这种情况，因此，根据这张图，也应该有那些波长的辐射。在我看来，即使考虑到大气温度较低，也无法解释为什么向外辐射几乎为零。
但为什么会这样呢?
由于光学厚度大，出射辐射是在平流层温度下发射的(黑体用~210K的温度表示)。
请记住，图中的黑体是通过它们的总积分来缩放的，即某个常数\ * T ^ 4美元．因此，在210K的发射表面发射的通量远低于表面温暖的室温黑体(大气窗口信号的来源)。
我强烈假设这个图在y方向上有一个线性轴，这严重抑制了低通量值。它还取决于通量是否f{\λ}$ $与单位$[F_{\lambda}] = J s^{-1} m^{-2} A^{-1}$或者能量密度f{\λ}$ $ \λ与单位$[\lambda F_{\lambda}] = J s^{-1} m^{-2}$，可以抑制长波长特征。
我想我通常看到的地球发射光谱可以在一些图中看到在这里，其中15微米的抑制清晰可见(特征内部的反转也是如此-这是大气温度结构的一个提示)。
所以TLDR:我的钱在一些规模问题上，因为这张图应该是简单的，供公众消费。
这张图显示的是地球表面的热辐射。就像你说的，大气在红外波段上是很厚的。但最终，如果你飞得足够高，大气就会变得稀薄。在那个高度的大气发出的红外线波长与其温度相对应。
这有点复杂。大部分的红外线吸收是由于水蒸气。如果你观察水蒸气的红外光谱，你会看到一大片单独的吸收谱线。在线之间，到达光学深度等于1的高度较低，而在线的核心处，它的高度要高得多。由于温度随海拔变化，光谱变得相当复杂。
当我还是一名天体物理学研究生时，我们从配备望远镜的nasa飞机上进行观测(特别是柯伊伯机载天文台和早期较小的李尔喷气机)。我们将在4万英尺左右飞行，这个高度在中纬度地区足以进入平流层，但更重要的是，它几乎在所有水蒸气之上。因此，我们能够观测到地面观测站无法观测到的波长(在我们的情况下，是20-40微米)。在一次口试中，我被问到这样一个问题——为什么是4万英尺?
https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_absorption_by_water
