| |
grössere Anzahl von dicht nebeneinanderliegenden Absorptionslinien. Im allgemeinen entstehen diese Absorptionsbande infolge der Kopplung von elektrischer Schwingungsund Rotations-Anregung in Molekülen. Während sich die Bande bei Gasmolekülen unter gewissen Bedingungen spektral auflösen lassen, ist dies in kondensierter Phase aufgrund intermolekularer Wechselwirkungen nicht mehr möglich. In der Atmosphärenforschung spielen insbesondere die sogenannten Rotationsschwingungsbanden eine wichtige Rolle, da diese für viele Moleküle im Spektralbereich von 1-20 μm liegen. Bei diesen Rotationsschwingungsbanden ist die Schwingungsanregung von einer Rotationsanregung überlagert. Im allgemeinen Fall setzt sich eine Rotationsschwingungsbande aus drei Gruppen von Linien zusammen, die als R-, Q- und P-Zweig bezeichnet werden. Die Absorptionslinien im R-Zweig liegen auf der kurzwelligen Seite der Absorptionsbande. Wichtige Absorptionsbande in der Atmosphäre sind vor allem die 6,3 μm-Wasserdampfbande, die 15 μm- und 4,3 μm-Kohlendioxidbande und die 9,6 μm-Ozonbande, welche in Infrarotspektren deutlich hervortreten (Strahlungsabsorption). Die Absorptionsbande anderer Spurengase sind in der Atmosphäre deutlich schwächer wegen deren geringerer Konzentration (z.B. Methan, Distickstoffoxid). Da die Linien in Absorptionsbanden relativ nahe beieinander liegen, können diese in Spektren nur bei entsprechend hoher spektraler Auflösung separiert werden (Abb.).
 Absorptionsbande: Darstellung der 15 μm-Absorptionsbande des Kohlendioxids in unterschiedlicher spektraler Auflösung (oberer Teil: gesamte 15 μm-Bande bei einer spektralen Auflösung von 5 cm-1; mittlerer Teil: Ausschnitt aus der 15 μm-Bande mit höherer spektraler Auflösung (0,5 cm-1); unterer Teil: Ausschnitt aus dem in der Mitte dargestellten Spektrum mit nochmals gesteigerter spektraler Auflösung (0,01 cm-1). Erst in diesem Fall werden die einzelnen Spektrallinien voneinander separiert. |
|
