Ilmakehän hiilidioksidista on vain hyötyä, osa II

Ilmakehän hiilidioksidi (CO2) absorboi infrapunasäteilyä kahdella aallonpituudella pääosin, kuva.

Kun ilmakehän hiilidioksidi absorboi maanpinnalta tulevaa lämpösäteilyä, pyrkii se myös välittömästi emitoimaan absorboimansa fotonin lyhyemmällä aallonpituudella, ~ 10 μm aallonpituudella, joka jatkaa matkaa avaruuteen. Siinä CO2:n ~ 15 μm:n aallonpituuden fotonin absorptiossa ja ~ 10 μm:n aallonpituuden fotonin emissiossa ei kauaa nokka tuhise.

https://geoexpro.com/recent-advances-in-climate-change-research-part-viii-how-carbon-dioxide-absorbs-earths-ir-radiation/

Kun ”laajakaistainen” IR-säteily kulkee ilmakehän kaasun läpi, joka sisältää infrapuna-aktiivisen molekyylin, siirtymiä vastaavien aallonpituuksien energia absorboituu ja katoaa säteilyn reitiltä. Näin ollen, kun fotonilla on oikea määrä energiaa molekyylin energiatilan muutoksen mahdollistamiseksi, fotoni absorboituu. Kasvihuonekaasuiksi kutsutaan kaasuja, jotka absorboivat aallonpituusalueella 4–50 μm, josta suurin osa maasäteilystä lähtee.

https://climate.mit.edu/ask-mit/how-do-greenhouse-gases-trap-heat-atmosphere

Lopulta CO2-molekyylimme vapauttaa nämä fotonit. Joskus fotonit jatkavat avaruuteen. Mutta toisinaan ne palaavat takaisin maan ilmakehään, missä niiden lämpö jää loukkuun.

Eli kun huomioidaan myöskin vesihöyry (H2O), pyrkivät molemmat mainitut kasvihuonekaasut absorboimaan ja välittömästi emitoimaan lämpösäteilyä, josta osa menee avaruuteen ja kvanttimekaaniikan säteilyteorian mukaan osa jää loukkuun lämmittämään ilmakehää.

”Planck kehitti edelleen mustan kappaleen säteilyteoriaa, selittäen energian jakautumisen aallonpituuksille. Musta kappale on täydellinen absorboija ja emittoija, molekyylit absorboivat ja emittoivat todellakin hyvin erilaisesti. Ne ovat paljon, paljon huonompia sekä absorptoimaan että emitoimaan rajoitettuaan vain spektrin osiin, joissa hiilidioksidi on rajoitettu vain pariin aallonpituuksiin.
Tämä tarkoittaa, että ne eivät absorboi yhtä paljon kuin kiinteä aine ja eivät säteile niin paljon kuin kiinteät aineet. Tämä tekee niistä vieläkin merkityksettömämpiä lämpötilan nostamiseksi kiinteässä pinnassa. Päinvastoin, ne ovat täydellisiä kiinteiden aineiden jäähdyttimiä, etenkin ne, jotka absorboivat paljon infrapunaa, kuten vesihöyry ja CO2.”

Kasvihuonekaasut vain absorboivat lämpösäteilyä tietyllä aallonpituudella ja emittoivat välittömästi lyhyemmällä aallonpituudella, jolloin kasvihuonekaasun emitoima fotoni voi jatkaa matkaa avaruuteen tai se jää lämmittämään maanpintaa, pitäen maapalloa elämälle suotuisana.

Kun elämälle tärkeän hiilidioksidin kertyminen ilmakehään nähdään kuitenkin ongelmana, voidaan hiilidioksidi ottaa avainprosesseista talteen myöhempää käyttöä varten.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.3c00692

Johdanto
Fossiilisten polttoaineiden poltosta aiheutuvien ihmisperäisten hiilidioksidipäästöjen (CO2) vähentäminen edellyttää parannettujen hiilidioksidin erotustekniikoiden kehittämistä, joilla on alhainen energiavaatimus, kestävyys ja monipuolisuus. Vaikka uusiutuviin energialähteisiin perustuva keskeisten teollisuudenalojen, kuten sähköntuotannon, sähköistys on asetettava etusijalle, vaikeasti toteutettavissa oleville hiilidioksidipäästöttömille aloille, kuten paljon lämpöä ja hiilidioksidia kuluttavalle teollisuudelle (esim. sementin, teräksen ja kemikaalien tuotanto) on heti saatavilla huomattavasti vähemmän ratkaisuja. (1–5)”

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu