Cosa succede quando l'anidride carbonica assorbe un fotone IR?

Le molecole di anidride carbonica (CO2) assorbono i fotoni infrarossi (IR) a lunghezze d'onda specifiche. Queste lunghezze d'onda corrispondono ai livelli di energia richiesti per eccitare le diverse modalità vibrazionali della molecola. Quando una molecola di CO2 assorbe un fotone IR, guadagna energia e passa a un livello energetico vibrazionale più elevato.

Tipicamente, la radiazione IR assorbita dalla CO2 rientra nelle regioni 15 µm (667 cm-1) e 4,25 µm (2350 cm-1) dello spettro elettromagnetico. Queste bande sono dovute rispettivamente alle modalità di allungamento e flessione asimmetriche della molecola di CO2.

La lunghezza d'onda specifica assorbita dipende da vari fattori, tra cui la temperatura, la pressione e la concentrazione di CO2 nell'ambiente. A temperatura e pressione ambiente, le bande di assorbimento più forti della CO2 sono centrate intorno a 15,8 µm (632 cm-1) e 4,26 µm (2349 cm-1).

La capacità della CO2 di assorbire la radiazione IR è un aspetto cruciale dell'effetto serra naturale della Terra. Quando la luce solare raggiunge l'atmosfera terrestre, parte della radiazione IR emessa dalla superficie terrestre viene assorbita dalla CO2 e da altri gas serra. Questo assorbimento trattiene il calore all'interno dell'atmosfera, contribuendo all'effetto di riscaldamento complessivo e alla regolazione della temperatura terrestre.

La misurazione e il monitoraggio dell'assorbimento della radiazione IR da parte della CO2 svolgono un ruolo significativo in vari campi come la scienza dell'atmosfera, la ricerca sul clima, il monitoraggio dei gas serra e il rilevamento ambientale. Gli scienziati utilizzano tecniche e strumenti spettroscopici per studiare e analizzare le caratteristiche spettrali e il comportamento della CO2 in diversi ambienti.