Молекулярное поглощение в атмосфере Земли уф и видимая области спектра

На рис.2 приведена общая картина спектра поглощения атмосферных газов. При этом реальное влияние этих составляющих на перенос, например солнечного излучения, определяется их содержанием и изменением в земной атмосфере.

Основные полосы поглощения земной атмосферы в УФ

и видимой областях спектра

Газ	Спектральная область, нм	Название полосы	Поглощение
N	1 – 100	Полосы ионизации	Слабое
O	1 – 100		Очень сильное
N2	< 80	Ионизационный континуум	Слабое
	80 – 100	Танака-Уорли	Очень сильное
	100 – 140	Лайман-Берджа-Хопфилда	Сильное
O2	< 100	Хопфилда	Очень сильное
	100 – 125
	125 – 200	Шумана-Рунге	Сильное
	200 – 260	Герцберга	Слабое
O3	200 – 300	Хартли	Сильное
	300 – 360	Хюггинса	Среднее
	450 – 700	Шаппюи	Слабое
NO2	460 – 600

Из рис.2 и таблицы видно, что атмосферные азот и кислород ответственны за поглощение в области жесткого ультрафиолета. Молекулы и сильно поглощают солнечное излучение в спектральном диапазоне от 0.1 до 0.2 мкм. Все эти составляющие ( , , а также , ) играют важную роль в поглощении солнечного излучения в верхней атмосфере и ответственны за ее тепловой режим, а также за формирование ионосферы. Значительную роль в поглощении солнечного УФ излучения играют молекулы озона. Так, именно полосы Хартли и Хюггинса очень важны при формировании теплового режима мезосферы и стратосферы (максимум температуры около высоты 50 км (стратопауза) обусловлен именно радиационным нагреванием за счет поглощения озона), а также в предохранении поверхности Земли от опасного для биосферы УФ излучения. Именно поэтому разрушение озонного слоя (уменьшение содержания озона в стратосфере) может оказывать серьезное влияние на климат Земли и условия существования биосферы. Полосы поглощения Шаппюи и относительно слабы в земной атмосфере, но измерения в этих полосах, так же как и в полосах Хартли-Хюггинса, используются для изучения газового состава атмосферы со спутников и с поверхности Земли.

Наглядной иллюстрацией поглощения в земной атмосфере в УФ области спектра служит приведенный ранее рис.2. Видно, что в коротковолновой области солнечное излучение значительно ослабляется уже на высотах 60-100 км (поглощение , , и ), начиная с длины волны 220 нм, основной поглотитель – озон. Как следует из рис.2, в УФ и видимой областях спектра поглощают и другие атмосферные молекулы. Однако, за исключением и , поглощение остальными газами в земной атмосфере в обычных условиях мало (либо мала концентрация соответствующих газов, либо их полосы поглощения лежат в спектральных областях очень сильных полос поглощения или , которые их полностью экранируют). Некоторые из этих полос используются для определения содержания атмосферных газов оптическими методами (например, при регистрации солнечного излучения) в наземных и спутниковых экспериментах при специальной геометрии наблюдений (например, в сумеречных условиях или на касательных трассах при наблюдениях из космоса).