Propiedades radiativas de los constituyentes de la atmósfera

  Infrarrojo térmico

El vapor de agua, el dióxido de carbono y el ozono son los gases que más contribuyen a la absorción térmica de la radiación infrarroja terrestre. Todo ellos son gases triatómicos. El monóxido de carbono, el óxido nitroso, el óxido nítrico y el metano apenas absorben radiación, por lo que no se muestran en la figura.

La absorción en esta región se muestra en un espectro de absorción atmosférico que va desde 6 hasta 25 m, obtenido por el espectrómetro interferómetro infrarrojo (IRIS) del satélite Nimbus IV. Es importante mencionar que la envolvente de las bandas de absorción del espectro de emisión es similar al espectro de emisión de un cuerpo negro a una temperatura de 290 K.

Una región muy importante de emisión de radiación terrestre en el infrarrojo es la región más o menos transparente situada entre los 800 y 1200 cm-1 (12.5 - 8.3 µm) (área sombrada en gris), que se encuentra alterada únicamente por la banda de absorción del ozono. La transparencia de esta región es aproximadamente del 90%, y por ello se la denomina ventana atmosférica. La emisión de radiación a través de esta región es vital para el balance radiativo terrestre. En teledetección, estas ventanas se emplean para calcular la temperatura superficial desde satélites orbitales.

En el infrarrojo, es frecuente emplear el numero de onda en lugar de la longitud de onda como parámetro descriptivo. La longitud de onda en µm se obtiene dividiendo por 10,000 el numero de onda.

La transmisión de CO2, CO, CH4, N2O, O3, H2O, y de todos los gases combinados se muestran en la siguiente figura. El eje x representa el número de onda en cm-1 de 500 a 8000. Éste corresponde a longitudes de onda entre 20 µm (izquierda) y 1.25 µm (derecha). La transmisión de los gases se muestra en el eje y. Obviamente, los que más absorben en el espectro infrarrojo son el vapor de agua y el dióxido de carbono. El resto de los gases que se muestran sólo tienen un impacto muy pequeño, aunque medible, sobre la absorción atmosférica.