Hva skjer når karbondioksid absorberer et IR-foton?

Karbondioksid (CO2) molekyler absorberer infrarøde (IR) fotoner ved spesifikke bølgelengder. Disse bølgelengdene tilsvarer energinivåene som kreves for å eksitere de forskjellige vibrasjonsmodusene til molekylet. Når et CO2-molekyl absorberer et IR-foton, får det energi og går over til et høyere vibrasjonsenerginivå.

Vanligvis faller IR-strålingen som absorberes av CO2 innenfor områdene 15 µm (667 cm-1) og 4,25 µm (2350 cm-1) av det elektromagnetiske spekteret. Disse båndene skyldes henholdsvis den asymmetriske strekk- og bøyemodusen til CO2-molekylet.

Den spesifikke bølgelengden som absorberes avhenger av ulike faktorer, inkludert temperatur, trykk og konsentrasjon av CO2 i miljøet. Ved romtemperatur og trykk er de sterkeste absorpsjonsbåndene av CO2 sentrert rundt 15,8 µm (632 cm-1) og 4,26 µm (2349 cm-1).

CO2s evne til å absorbere IR-stråling er en avgjørende del av jordens naturlige drivhuseffekt. Når sollys når jordens atmosfære, absorberes noe av IR-strålingen som sendes ut av jordoverflaten av CO2 og andre klimagasser. Denne absorpsjonen holder på varmen i atmosfæren, og bidrar til den generelle oppvarmingseffekten og reguleringen av jordens temperatur.

Måling og overvåking av absorpsjon av IR-stråling av CO2 spiller en betydelig rolle på ulike felt som atmosfærisk vitenskap, klimaforskning, klimagassovervåking og miljømåling. Forskere bruker spektroskopiske teknikker og instrumenter for å studere og analysere de spektrale egenskapene og oppførselen til CO2 i forskjellige miljøer.