Forklaring til absorpsjonsdiagrammet

Over er det vist en grafisk fremstilling av absorpsjonsspekteret til de fem viktigste drivhusgassene, hvor den venstre delen viser inngående stråling fra sola (solspekteret), med bølgelengder under fire mikrometer (4000 nanometer). Denne delen er tegnet logaritmisk og er omtrent tilsvarende andre diagrammer. Her ligger dagslysspekteret (synlig lys) fra 400 til 750 nanometer, og solstrålene har høyest intensitet ved ca.500 nanometer. Absorpsjon i dette området virker avkjølende på jorda.
Den høyre delen av diagrammet viser utgående varmestråling fra jorda (IR-stråling), med bølgelengder fra 4 til 100 mikrometer (0,004 til 0,01 millimeter). Denne delen er i motsetning til andre tilsvarende diagrammer tegnet lineært, da det gir et bedre inntrykk av størrelsesforholdet mellom spekteret til de forskjellige drivhusgassene. Drivhusgassene absorberer i hele dette området med unntak av bølgelengder fra ca. 8 til 12-13 mikrometer, hvor det bare er ozon som har et smalt bånd. Dette kalles det atmosfæriske vinduet. De utgående varme strålene fra jorda har sin høyeste intensitet i det atmosfæriske vinduet ved en bølgelengde på 11,3 mikrometer.
Som før nevnt så er det en forutsetning at en gass absorberer (fanger opp) utgående varmestråling fra jorda for at den skal kunne kalles drivhusgass. Årsaken til at disse gassene har slike spesielle egenskaper finner man i kvantefysikken, da de består av molekyler som har vibrasjons- og rotasjonsbevegelser hvor energinivået tilsvarer bølgelengder mellom 4 og 100 mikrometer, noe som altså tilsvarer jordas utgående varmestråling (infrarøde strålingsspekter).
Hvert felt i diagrammet tilsvarer fra 0 til 100 % absorpsjon. I de områdene hvor absorpsjonen når opp til 100 % så betyr det at mengden av den enkelte gass er tilstrekkelig til å absorbere all stråling i det aktuelle bølgelengdeområdet. Det betyr også at der vanndampen dekker absorpsjonsområdet til andre gasser så vil vanndampen nøytralisere effekten av den andre gassen eller omvendt.

I det første feltet har vi ozon (O3), som vi ser absorberer alle UV stråler under ca. 300 nanometer, dvs. at disse ikke når ned til jorda, mens UVA stråler mellom ca. 300 og 400 nanometer slipper igjennom. Ozon har også et smalt absorpsjonsbånd ved ca. 9,5 mikrometer som ligger alene i det atmosfæriske vinduet, og hvor det har drivhuseffekt.

I felt to ligger lystgass (N2O) som har to smale absorpsjonsbånd ved 4,5 og 7,9 mikrometer, men disse nøytraliseres for det meste av andre gasser.

I det tredje feltet ligger metan (CH4) som har et smalt bånd ved 7,6 og et ved ca. 3,1 mikrometer i sol spekteret som er avkjølende. Metan nøytraliseres også for en stor del av andre gasser.

Karbondioksid (CO2) i det fjerde feltet har et absorpsjonsbånd ved 15 og et ved 4,3 mikrometer, hvorav nesten halvparten av det siste ligger i solspekteret sammen med et bånd ved ca. 2,5 mikrometer som virker avkjølende, selv om sol intensiteten er størst mellom 0,3 og 1,0 mikrometer. Nye IR målinger viser at båndet ved 15 mikrometer er smalere enn det som har kommet frem tidligere, så det er nå justert ned i det nye absorpsjons diagrammet. Mye av CO2 spekteret dekkes av vanndampen.

Vanndampen er som man ser helt dominerende og nøytraliserer ca. 2/3 av spekteret til CO2 og det meste av de andre gassene unntatt ozon. Dette kommer godt frem i det nederste feltet hvor vanndampen ligger foran og de andre gassene bak.

Per Jan Langerud –10.11.06 - rev. 15.2.09