Hvad sker der, når kuldioxid absorberer en IR-foton?

Kuldioxid (CO2) molekyler absorberer infrarøde (IR) fotoner ved specifikke bølgelængder. Disse bølgelængder svarer til de energiniveauer, der kræves for at excitere molekylets forskellige vibrationstilstande. Når et CO2-molekyle absorberer en IR-foton, får det energi og går over til et højere vibrationsenerginiveau.

Typisk falder den IR-stråling, der absorberes af CO2, inden for områderne 15 µm (667 cm-1) og 4,25 µm (2350 cm-1) af det elektromagnetiske spektrum. Disse bånd skyldes henholdsvis CO2-molekylets asymmetriske stræknings- og bøjningstilstand.

Den specifikke absorberede bølgelængde afhænger af forskellige faktorer, herunder temperatur, tryk og koncentration af CO2 i miljøet. Ved stuetemperatur og -tryk er de stærkeste absorptionsbånd af CO2 centreret omkring 15,8 µm (632 cm-1) og 4,26 µm (2349 cm-1).

CO2's evne til at absorbere IR-stråling er et afgørende aspekt af Jordens naturlige drivhuseffekt. Når sollys når jordens atmosfære, absorberes noget af den IR-stråling, der udsendes af jordens overflade, af CO2 og andre drivhusgasser. Denne absorption holder på varmen i atmosfæren, hvilket bidrager til den samlede opvarmningseffekt og reguleringen af ​​Jordens temperatur.

Måling og overvågning af CO2's absorption af IR-stråling spiller en væsentlig rolle inden for forskellige områder såsom atmosfærisk videnskab, klimaforskning, drivhusgasovervågning og miljømåling. Forskere bruger spektroskopiske teknikker og instrumenter til at studere og analysere de spektrale træk og adfærd af CO2 i forskellige miljøer.