二酸化炭素がIRフォトンを吸収するとどうなりますか？

二酸化炭素（CO2）分子は、特定の波長で赤外線（IR）光子を吸収します。これらの波長は、分子の異なる振動モードを励起するために必要なエネルギーレベルに対応しています。 CO2分子がIRフォトンを吸収すると、エネルギーを獲得し、より高い振動エネルギーレベルに移行します。

通常、CO2によって吸収されるIR放射は、電磁スペクトルの15 µm（667 cm-1）および4.25 µm（2350 cm-1）領域内に収まります。これらのバンドは、それぞれCO2分子の非対称ストレッチングモードと曲げモードが原因です。

吸収される特定の波長は、環境におけるCO2の温度、圧力、濃度など、さまざまな要因に依存します。室温と圧力では、CO2の最も強い吸収帯は、15.8 µm（632 cm-1）および4.26 µm（2349 cm-1）を中心にしています。

CO2がIR放射を吸収する能力は、地球の自然温室効果の重要な側面です。日光が地球の大気に到達すると、地球の表面から放出されるIR放射の一部は、CO2や他の温室効果ガスによって吸収されます。この吸収は大気中の熱を保持し、全体的な温暖化効果と地球の温度の調節に寄与します。

CO2によるIR放射の吸収の測定と監視は、大気科学、気候研究、温室効果ガスモニタリング、環境センシングなどのさまざまな分野で重要な役割を果たします。科学者は、分光技術と機器を使用して、さまざまな環境でのCO2のスペクトル特徴と挙動を研究および分析します。