)
Инфракрасное окно атмосферы – путь от земной поверхности в космос. Он разделяется на две компоненты излучения: излучение, попадающее в окно и излучение, НЕ попадающее в окно. К данным компонентам невозможно применить закон Бугера-Ламберта, т.к. для этого не хватает исходных данных.
Причина в том, что характеристики излучения уже определены этим законом, поэтому повторно применять закон было бы ошибочно. Закон Бугера-Ламберта применяется к излучению, для которого известен источник, а, следовательно, и характеристики излучаемых им волн, в то время, как неизвестно направление, куда излучение уйдет. В случае атмосферного окна как раз не известны начальные характеристики излучения. Но известно, куда излучение попадет в конечном счете. Излучение, попадающее в окно, уйдет в космос, не попадающее – полностью поглотится атмосферой. Если же рассматривать эти случаю с т.з. закона Бугера-Ламберта, то часть поглощаемого излучения, не попадающего в окно, может покинуть атмосферу, т.к. каждый раз проходя через очередной поглощающий участок, часть излучения все равно пройдет через него, закон покажет эту часть.
Излучение, поглощенное атмосферой, переходит в кинетическую энергию молекул. Энергия распространяется в соответствии с обычной динамикой переноса энергии в атмосфере.
Данные принципы для излучения, попадающего и не попадающего в инфракрасное окно, следуют из определения, что атмосферное окно – динамическое свойство всей атмосферы в целом.
Поглощение инфракрасного излучения парниковыми газами наиболее сильно в 2х диапазонах длин волн. Волн длиннее 14мкм, такими газами, как углекислый газ, метан (наряду с другими углеводородами, в зависимости от длины С-С цепочки), а так же вращательными модами молекул водяного пара. И волн короче 8мкм молекулярными связями воды и аммиака. Исключением является озон, связи которого, поглощают в промежутке 8 – 14 мкм. Связи между атомами углерода, водорода, азота и кислорода не поглощают в этом интервале, поэтому в целом поглощение волн от 8 до 14 мкм в атмосфере слабо.
Длинноволновый спектр, снятый над горами Атласа, содержит излучение, изошедшее от земной поверхности при температуре около 320К, прошедшее через атмосферное окно и излучение, не попадающее в прозрачность окна, изошедшее в основном из тропосферы при температурах около 260К. Аналогичная ситуация над Берегом Слоновой Кости: 265К прошло от поверхности через окно, и 240К из тропосферы.
Это означает , что излучение диапазона длин волн 8 – 14 мкм, исходящее от земной поверхности и вершин облаков, в сухой атмосфере проходит в космос практически не поглощенным. Так же частичная прозрачность зафиксирована в дальнем инфракрасном спектре в диапазоне 16 – 28 мкм. Облака – сильнейшие источники ИК излучения. Доля излучения от облаков, проходящая через окно, возрастает в широтах, где температура воздуха мала, но так же в тех широтах, где содержание водяного пара в слоях, расположенных над облаками, меньше, чем в нижних. Кроме того, количество излучения, поглощаемого водяным паром, уменьшается вместе с падением давления. Объясняется это тем, что водяной пар становится менее концентрированным, а значит и поглощение им излучения в целом падает. Следовательно, излучение, в составе окна исходит в основном от поверхности облаков, что объясняет такую высокую интенсивность излучения от них. Но есть мнение, что это излучение затмевает окно лишь в малом диапазоне.
