Welche Arten von Wechselwirkungen treten auf? Wie wirken sie sich aus?
Absorptionsvermögen von Wasserdampf
Vergleicht man die Graphiken a) bis c) miteinander, so kann man schon vermuten, dass Wasserdampf im Gegensatz zu den anderen Molekülen der stärkste Absorber im Bereich des IR ist.
Folgender Ausschnitt des Transmissionsspektrums von ca. 8 bis 30 μm zeigt die Absorptionseigenschaften (Absorptionsgrad α = 1 – Transmissionsgrad τ) von Wasserdampf in der U.S. Standardatmosphäre.
Graphik 1: Transmissionsspektrum von Wasserstoff als Komplementär zum Absorptionsspektrum [Quelle: Petty, 2006]
Die Linienstruktur ist sehr komplex und die stark variierenden Transmissions- bzw. Absorptionsgrade scheinen zufällig aufzutreten. Diese Zufälligkeit ist charakteristisch für das H2O-Molekül, da die Elektronenübergänge zu Rotationen führen. Vor allem ab Wellenlängen > 12 μm absorbiert Wasserdampf einen Großteil der elektromagnetischen Strahlung, bis schließlich die Atmosphäre ab ca. 25 μm komplett undurchlässig wird (teilweise bis in den Bereich der Mikrowellen).
Eine wichtige Eigenschaft des Wasserdampfes ist – wie schon in vorhergehenden Kapiteln erwähnt – das enorm variierende Auftreten in Zeit und Raum. Je nachdem, ob das Klima in einer Region gerade feucht oder trocken ist, kann die Atmosphäre undurchlässig oder transparent sein.