온실가스는 왜 특정 파장의 열만 붙잡아두나요?

Question

이산화탄소나 메탄 같은 온실가스가 지구 열을 가둔다고 배우는데, 모든 열을 다 흡수하는 게 아니라 특정 파장의 적외선만 붙잡는다고 들었어요. 왜 이렇게 선택적으로 작용하는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

온실가스가 적외선만 선택적으로 흡수하는 이유는 온실가스가 가지고 있는 분자의 고유한 진동주파수 때문 입니다.

분자별로 진동을 일으키는 고유의 주파수가 있는데 온실가스가 가지고 있는 분자의 진동주파수가 적외선 파장의 빛에너지와 정확히 일치하여 공명 현상을 일으키기 때문입니다.

가시광선의 경우는 주파수가 너무 높아 온실가스의 분자들은 그대로 통과를 시킵니다. 하지만 주파수가 낮은 적외선의 경우는 이산화탄소나 메탄과 같은 온실가스의 고유 주파수와 일치 합니다.

그래서 적외선을 흡수한 온실가스 분자는 격렬하게 진동하여 불안정한 에너지 상태를 가지게 되는데 이후 사방으로 다시 에너지를 방출하게 됩니다 .이때 절반은 대기권 바깥으로 방출디고 다시 절반 정도는 대기권으로 방출되기 때문에 대기의 온도를 올리는 온실효과가 일어나게 됩니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)

Answer 2

안녕하세요. 이동호 전문가입니다.

온실가스가 특정파장의 적외선만 흡수하는 이유는 분자마다 고유한 진동과 회전방식이 있기 때문입니다.

이산화탄소나 메탄 분자는 특정에너지의 적외선을 받으면 원자 사이의 결합이 진동/회전하면서 그 에너지를 흡수합니다.

쉽게 말하면 각각의 분자가 자신과 주파수가 맞는 적외선에 특히 잘 반응하는 것입니다.

그래서 모든 파장의 열을 흡수하는 것이 아니지요.

흡수된 에너지는 다시 여러방향으로 적외선 방향으로 방출되면서, 지구가 우주로 열을 방출하는 것을 방해합니다.