वायुमंडलीय गैसों द्वारा अवशोषण और उत्सर्जन
कैसे आणविक संरचना यह निर्धारित करती है कि वायुमंडलीय गैसें किन तरंग दैर्ध्य को अवशोषित और उत्सर्जित करती हैं, जिससे अंतरिक्ष और सतह तक पहुँचने वाले विकिरण का स्पेक्ट्रम बनता है।
Definition
वायुमंडलीय गैसों द्वारा अवशोषण और उत्सर्जन विकिरण की गैस अणुओं के साथ तरंग दैर्ध्य-चयनात्मक अंतःक्रिया है, जो परिमाणित ऊर्जा संक्रमणों द्वारा नियंत्रित होती है, जो यह निर्धारित करती है कि वायुमंडल विकिरण को कैसे प्रसारित, अवशोषित और पुनः उत्सर्जित करता है।
Scope
आणविक घूर्णी, कंपन और इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों को शामिल करता है; जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन, मीथेन और नाइट्रस ऑक्साइड के अवशोषण बैंड; रेखा आकार और दबाव और डॉपलर विस्तार; बैंड मॉडल और लाइन-बाय-लाइन गणना; वायुमंडलीय खिड़की; और गैसीय अवशोषण की गणना के लिए उपयोग किए जाने वाले स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटाबेस।
Core questions
- विभिन्न गैसें विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर क्यों अवशोषित होती हैं?
- व्यक्तिगत अवशोषण रेखाओं की शक्ति और चौड़ाई क्या निर्धारित करती है?
- 10 माइक्रोमीटर के पास थर्मल इन्फ्रारेड खिड़की में वायुमंडल अपेक्षाकृत पारदर्शी क्यों है?
Key theories
- वायुमंडलीय गैसों का आणविक स्पेक्ट्रोस्कोपी
- परिमाणित घूर्णी और कंपन संक्रमण असतत अवशोषण रेखाएं उत्पन्न करते हैं जिनकी स्थिति और शक्ति आणविक संरचना द्वारा निर्धारित होती है, जिन्हें विकिरण गणना के लिए HITRAN जैसे डेटाबेस में व्यवस्थित किया जाता है।
Mechanisms
एक गैस अणु एक फोटॉन को अवशोषित करता है जब उसकी ऊर्जा परिमाणित घूर्णी, कंपन या इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं के बीच एक संक्रमण से मेल खाती है; कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प जैसी ग्रीनहाउस गैसों में अवरक्त में मजबूत कंपन-घूर्णी बैंड होते हैं। कम ऊंचाई पर आणविक टकराव (दबाव विस्तार) और उच्च ऊंचाई पर तापीय गति (डॉपलर विस्तार) द्वारा व्यक्तिगत रेखाएं विस्तृत होती हैं। अतिव्यापी रेखाएं अवशोषण बैंड बनाती हैं, जिससे अपेक्षाकृत पारदर्शी वर्णक्रमीय खिड़कियां बनती हैं जहां सतह अंतरिक्ष में कुशलता से विकिरण करती है।
Clinical relevance
सटीक गैसीय अवशोषण डेटा मौसम और जलवायु मॉडल में विकिरण योजनाओं और उपग्रह और जमीनी स्पेक्ट्रोमीटर से तापमान और ट्रेस-गैस सांद्रता की पुनर्प्राप्ति का आधार है।
History
टिंडल के उन्नीसवीं सदी के प्रयोगशाला मापों ने पहली बार जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड के मजबूत अवरक्त अवशोषण का खुलासा किया। बीसवीं सदी के स्पेक्ट्रोस्कोपी ने व्यक्तिगत आणविक रेखाओं को हल किया, और 1970 के दशक से बनाए गए HITRAN डेटाबेस जैसे संकलन अब आधुनिक विकिरण हस्तांतरण गणनाओं में उपयोग किए जाने वाले रेखा मापदंडों को प्रदान करते हैं।
Key figures
- John Tyndall
- Kuo-Nan Liou
Related topics
Seminal works
- liou2002
- gordon2022
Frequently asked questions
- वायुमंडलीय खिड़की क्या है?
- वायुमंडलीय खिड़की 8 से 12 माइक्रोमीटर के पास थर्मल इन्फ्रारेड का एक बैंड है जहां स्पष्ट वायुमंडल कमजोर रूप से अवशोषित होता है, जिससे सतह सीधे अंतरिक्ष में गर्मी विकीर्ण कर पाती है।