Citat:
Ursprungligen postat av
Xenonen
Jag tror det lägre trycket har betydligt större betydelse än den lägre temperaturen. Tryckbreddning är en signifikant effekt. Jag är inte tillräckligt insatt i detaljer för att veta säkert, men jag misstänker att den där smala toppen är resultatet av att UV-strålning absorberas högt upp i atmosfären för att sen utstrålas av CO2 på samma höjd. Som du säkert vet ökar temperaturen över tropopausen pga UV-absorption därav att denna spik motsvarar högre temperatur.
Tack för klargörande och förtydligande!
Jag har inte heller satt mig in i spekralbreddningens detaljer.
Jag har uppfattat det som att det är ett antal mekanismer
inblandade i breddningen.
Ett exempel:
– En "klockren" övergång motsvarande 15µm är exakt vid stillastående molekyl, ingen kollision.
– Om övergången sker samtidigt som en kollision så kan energi från kollisionen medföra:
a) Att ett mindre energikvanta (foton med mindre energi) än motsvarande 15µm tas upp.
b) Ett större kvanta tas upp.
c) Ett mindre kvanta avges.
d) Ett större kvanta avges.
Energiavvikelserna går i stället till/tas från, kollisionen.
Bredden på absorptionslinjen (halvbredden) är proportionell mot kollisionsfrekvensen.
Kollisionsfrekvensen, beror på:
– Trycket, som är ett mått på bl.a. hur många molekyler det finns per volymsenhet.
– Temperaturen, som bl.a. påverkar vilken hastigheten som molekylerna rör sig med.
Jag har för mig att vi räknat lite på detta tidigare, så, med risk för upprepning:
– Hastigheten för CO2 i lägre atmosfären är ca 450 m/s.
– Tiden mellan två kollisioner är ca 1,6 x 10^-10 s
Jag hittar inte siffran nu, men jag har för mig att "medellivslängden" för det
exalterade 15µm-tillståndet för en CO2-molekyl är ca 6 µs. Det betyder att
en molekyl som exalterats hinner krocka ca 38 000 gånger (med stor variation,
uppåt och nedåt), innan den avger en foton. Jag tolkar det som att sannolikheten
för att en kollision är involverad och "stör" processen då fotonen tas upp eller
avges är stor. Hur stor och hur mycket beror på bl.a. tryck och temperatur,
som i sin tur påverkar hur mycket energi som är involverad i krocken, förutom
hur ofta krockarna sker.
Dopplereffekt, dvs en förskjutning av den upptagna/avgivna fotonens energi
beroende på riktning på molekylens hastighet i förhållande till fotonens riktning,
har större betydelse högre upp. För CO2 blir dopplerbeddning viktigare än
tryckbreddning på höjder över ca 30-35 km, enligt:
http://nit.colorado.edu/atoc5560/week4.pdf
Där uppe är ju trycket ganska lågt.
–