Welche Arten von Wechselwirkungen treten auf? Wie wirken sie sich aus?
Das atmosphärische Emissionsspektrum kann man auf zwei verschiedenen Art und Weisen messen. Das Gerät ist jeweils ein Spektrometer, welches die Strahlungsintensität in Abhängigkeit der Wellenlänge angibt. Zum einen gibt es Geräte in Satelliten, die von oben auf die Atmosphäre sehen. Sie messen meist im Infrarotbereich. Zum anderen gibt es auch auf der Erde angebrachte Spektrometer, die von unten den Emissionsgrad der Atmosphäre messen.
Graphik 1: Atmosphärisches Emissionsspektrum für zwei verschiedene Orte auf der Erdoberfläche in Abhängingkeit der Wellenlänge [Quelle: Petty, 2006]
Als Beispiel zur Erklärung der Messverfahren und deren Deutung liegen zwei atmosphärische Emissionsspektren, die von der Erdoberfläche aus aufgenommen wurden, zugrunde.
Die gestrichelten Linien sind die Planckschen Funktionskurven, angenähert an die Oberflächentemperatur. Sie geben die jeweils wärmste Emission, die vom Spektrometer gemessen wurde, wider und stellen somit die obere Grenze der Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge dar. In Nauru, in den Tropen, beträgt sie 300K, in Barrow (Arktis) 254K.
In der Tropenregion sind die Messwerte in den Bereichen λ < 14 μm und λ < 8 μm relativ gut an die Planck Funktionen angenähert. Die Atmosphäre ist für die jeweiligen Spektren ziemlich opak bzw. strahlungsundurchlässig. Die gesamte auftreffende Strahlung wird in den wärmsten und damit auch niedrigsten Bereichen der Erdatmosphäre emittiert. Dies entspricht einer starken Absorption durch Kohlendioxid und Wasserdampf im Bereich von 15 μm, sowie ebenso durch Wasserdampf im Bereich von 5 und 8 μm.
Diese Wasserdampfabsorptionsbanden findet man auch in den Regionen der Arktis wieder, welche ja für trockene, kalte Luft bekannt sind.
[weiteres Beispiel]