Warum wird von bestimmten Gasen langwellige Strahlung reflektiert?
Von der Erde wird langwellige Strahlung reflektiert die zuvor kurzwellig auf die Erde auftraf. Dies geschieht aufgrund des Wienschem Verschiebungsgesetz. Diese verhältnismäßig energiearme Strahlung (Frequenz ist klein) wird in der Atmosphäre teils von Gasen reflektiert. Diese Gase sind die Treibhausgase.
Um langwellige Strahlung zu reflektieren benötigen Gase einen Dipol. Bei Kohlenstoffdioxid (CO2) oder zum Beispiel Ozon (O3) entsteht dieser durch Kollision mit anderen Teilchen. Bei z. B. Schwefelhexafluorid entsteht er durch den Unterschied in Elektronegativität. [Schwefel ca. 2,6 / Flur ca. 4]
Die Frage sollte deshalb eigentlich heißen: Warum reflektieren Gase mit Dipol (dauerhaft oder kurzfristig) langwellige Strahlung?
2 Antworten
Da stimmen einige Definitionen und Begriffe, sowie Schlussfolgerungen nicht.
Zuerst einmal können Gase Strahlung nicht reflektieren - sie können diese entweder aufnehmen (absorbieren) und dann wider abstrahlen (emittieren) oder eben nicht.
Das Wiensche Verschiebungsgesetz sagt erst mal "nur", bei welcher Temperatur eine Körper welche Wellenlänge am besten abstrahlt. Das lässt sich bei einem Atmosphärischen Strahlungs-Modell in jeder Schicht der Atmosphäre anwenden.
Treibhausgase sind die Gase, bei denen die kurzwellige Sonneneinstrahlung nicht absorbiert wird, die langwellige Wärmeabstrahlung der Erde und später der Luft in den höheren Atmosphärenschichten dagegen schon.
Die Treibhausgase haben entweder ein Dipolmoment, oder müssen sich durch die Absorption zu einer Schwingung anregen lassen.
Durch "Kollision mit anderen Teilchen" wird Wärme weitergeleitet; das hat wenig mit dem Treibhauseffekt zu tun.
Elektronegativität ist etwas anderes als das Dipolmoment.
Die Frage ist: Warum absorbieren Treibhausgase langwellige Strahlung und geben diese entsprechend ihrer eigenen Temperatur wieder als Strahlung ab?
physikalische Ursachen zum Treibhauseffekt
https://www.gutefrage.net/frage/ursachen-vom-treibhauseffekt
http://www.mpimet.mpg.de/kommunikation/fragen-zu-klima-faq/wie-funktioniert-der-treibhauseffekt/
Die langwellige Strahlung wird nicht reflektiert wie bei einem Spiegel, sondern sie wird absorbiert also aufgenommen und versetzt das Molekül in Schwingungen. Die Energie wird daraufhin wieder abgegeben, aber im Gegensatz zur Reflexion ungerichtet in alle Richtungen gleichmäßig. Wasserdampf und Methan sind neben CO2 wichtige Gase welche diese Eigenschaft haben.
Danke für deine Antwort. Ich werde das Wort "reflektiert" zukünftig nicht mehr in diesem Zusammenhang benutzen.