Infrared window
அகச்சிவப்பு வளிமண்டல சாளரம் என்பது அகச்சிவப்பு நிறமாலையின் ஒரு பகுதியைக் குறிக்கிறது, அங்கு வளிமண்டல வாயுக்களால் நிலப்பரப்பு வெப்ப கதிர்வீச்சு ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உறிஞ்சப்படுகிறது. உள்வரும் சூரிய கதிர்வீச்சு மற்றும் விண்வெளிக்கு வெளியே செல்லும் ஐஆர் இடையே சமநிலையை பராமரிப்பதன் மூலம் வளிமண்டல கிரீன்ஹவுஸ் விளைவில் சாளரம் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. பூமியின் வளிமண்டலத்தில் இந்த சாளரம் தோராயமாக 8 முதல் 14 மைக்ரோ மீட்டர் வரையிலான பகுதியாகும், இருப்பினும் நீராவி தொடர்ச்சியில் வலுவான உறிஞ்சுதல் அல்லது மேகங்களால் தடுக்கப்படுவதால் சில நேரங்களில் மற்றும் அதிக ஈரப்பதம் உள்ள இடங்களில் குறுகலாம் அல்லது மூடப்படலாம். இது மேற்பரப்பு வெப்ப உமிழ்விலிருந்து ஸ்பெக்ட்ரமின் கணிசமான பகுதியை உள்ளடக்கியது, இது தோராயமாக 5 மைக்ரோ மீட்டரில் தொடங்குகிறது. முக்கியமாக இது நீராவி உறிஞ்சும் நிறமாலையில் ஒரு பெரிய இடைவெளி ஆகும். நீண்ட அலைநீள முனையில் எல்லையை அமைப்பதில் கார்பன் டை ஆக்சைடு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. ஓசோன் ஓரளவு ஜன்னலின் நடுவில் பரவுவதைத் தடுக்கிறது. வளிமண்டல ஆற்றல் சமநிலையில் அகச்சிவப்பு வளிமண்டல சாளரத்தின் முக்கியத்துவத்தை 1928 ஆம் ஆண்டில் ஜார்ஜ் சிம்ப்சன் கண்டுபிடித்தார், இது ஜி. ஹெட்னரின் 1918 ஆய்வக ஆய்வுகளின் அடிப்படையில் நீராவி உறிஞ்சுதல் நிறமாலையில் உள்ள இடைவெளி பற்றியது. அந்த நாட்களில், கணினிகள் கிடைக்கவில்லை, சிம்ப்சன் தோராயங்களைப் பயன்படுத்தியதாகக் குறிப்பிடுகிறார்; வெளிச்செல்லும் ஐஆர் கதிர்வீச்சைக் கணக்கிடுவதற்காக இதன் தேவையைப் பற்றி அவர் எழுதுகிறார்ஃ "ஒரு சரியான தீர்வைப் பெறுவதற்கான நம்பிக்கை இல்லை; ஆனால் பொருத்தமான எளிமைப்படுத்தும் அனுமானங்களைச் செய்வதன் மூலம். . . "என்று பதிவிட்டுள்ளார். இப்போதெல்லாம், துல்லியமான வரி-மூலம்-வரி கணக்கீடுகள் சாத்தியமாகும், மேலும் அகச்சிவப்பு வளிமண்டல வாயுக்களின் நிறமாலை பற்றிய கவனமான ஆய்வுகள் வெளியிடப்பட்டுள்ளன. அகச்சிவப்பு வளிமண்டல சாளரத்தில் உள்ள வழிமுறைகள் அவற்றின் முக்கியத்துவத்தின் அடிப்படையில் முக்கிய இயற்கை கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்கள் நீராவி, கார்பன் டை ஆக்சைடு, ஓசோன், மீத்தேன் மற்றும் நைட்ரஸ் ஆக்சைடு ஆகும். இவற்றில் மிகவும் குறைவானவற்றின் செறிவு சுமார் 400 ppbV ஆகும். கிரீன்ஹவுஸ் விளைவுக்கு பங்களிக்கும் பிற வாயுக்கள் பிபிடிவி அளவுகளில் உள்ளன. குளோரோஃப்ளூரோகார்பன்கள் (சிஎஃப்சி), ஆலன்கள் மற்றும் ஹைட்ரோஃப்ளூரோகார்பன்கள் (எச்எஃப்சி மற்றும் எச்ஸிஎஃப்சி) ஆகியவை இதில் அடங்கும். கீழே விவாதிக்கப்பட்டபடி, அவை கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களைப் போல மிகவும் பயனுள்ளதாக இருப்பதற்கான ஒரு முக்கிய காரணம், அவை அகச்சிவப்பு வளிமண்டல சாளரத்தில் விழும் வலுவான அதிர்வு பட்டைகளைக் கொண்டுள்ளன. ஐஆர் உறிஞ்சுதல் 14.7 மைக்ரோமீட்டரில் அகச்சிவப்பு வளிமண்டல சாளரத்தின் நீண்ட அலைநீள வரம்பை அமைக்கிறது, அதோடு சற்று நீண்ட அலைநீளங்களில் சுழற்சி மாற்றங்கள் மூலம் உறிஞ்சப்படுகிறது. வளிமண்டல ஐஆர் சாளரத்தின் குறுகிய அலைநீள எல்லை நீராவி மிகக் குறைந்த அதிர்வெண் அதிர்வு பட்டைகளில் உறிஞ்சுவதன் மூலம் அமைக்கப்படுகிறது. ஜன்னலின் நடுவில் 9.6 மைக்ரோ மீட்டரில் ஓசோனின் வலுவான பட்டை உள்ளது, அதனால்தான் இது ஒரு வலுவான கிரீன்ஹவுஸ் வாயுவாக செயல்படுகிறது. ஜன்னல் வழியாக விரிவடையும் உறிஞ்சுதல் கோடுகளின் மோதல் விரிவாக்கத்தின் காரணமாக நீராவி தொடர்ச்சியான உறிஞ்சுதலைக் கொண்டுள்ளது. உள்ளூர் மிக அதிக ஈரப்பதம் அகச்சிவப்பு அதிர்வு சாளரத்தை முழுமையாகத் தடுக்கலாம். அட்லஸ் மலைகளின் மீது, வெளியேறும் நீண்ட அலை கதிர்வீச்சின் இன்டர்ஃபெரோமெட்ரிக் பதிவு செய்யப்பட்ட நிறமாலை நில மேற்பரப்பில் இருந்து சுமார் 320 கே வெப்பநிலையில் எழுந்து வளிமண்டல சாளரத்தின் வழியாகச் சென்ற உமிழ்வையும், முக்கியமாக ட்ரோபோஸ்பியரில் இருந்து சுமார் 260 கே வெப்பநிலையில் எழுந்த சாளரமற்ற உமிழ்வையும் காட்டுகிறது. கோட் டி ஐவரிக்கு மேல், வெளியேறும் நீண்ட அலை கதிர்வீச்சின் இன்டர்ஃபெரோமெட்ரிக் பதிவு செய்யப்பட்ட நிறமாலை மேகத்தின் உச்சியிலிருந்து சுமார் 265 கே வெப்பநிலையில் எழுந்து வளிமண்டல சாளரத்தின் வழியாகச் சென்றதையும், முக்கியமாக ட்ரோபோஸ்பியரில் இருந்து சுமார் 240 கே வெப்பநிலையில் எழுந்த காற்றோட்டமற்ற உமிழ்வையும் காட்டுகிறது. இதன் பொருள், அலைநீளங்களின் தொடர்ச்சியை (8 முதல் 14 மைக்ரோமீட்டர்) அரிதாக உறிஞ்சும் போது, கதிர்வீச்சு உமிழ்வைக் காட்டுகிறது. மேகங்கள் அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சின் சிறந்த உமிழ்ப்பாளர்கள். மேக உச்சிகளிலிருந்து வரும் ஜன்னல் கதிர்வீச்சு காற்று வெப்பநிலை குறைவாக இருக்கும் உயரங்களில் எழுகிறது, ஆனால் அந்த உயரங்களில் இருந்து பார்ப்பது போல், மேலே உள்ள காற்றின் நீராவி அளவு நில-கடல் மேற்பரப்பில் உள்ள காற்றை விட மிகவும் குறைவாக உள்ளது. மேலும், நீராவி தொடர்ச்சியான உறிஞ்சுதல், மூலக்கூறுக்கான மூலக்கூறு, அழுத்தம் குறைவதால் குறைகிறது. எனவே மேகங்களுக்கு மேலே உள்ள நீராவி, குறைவான செறிவுடன் இருப்பதைத் தவிர, குறைந்த உயரத்தில் உள்ள நீராவி விட குறைவாக உறிஞ்சப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, மேகம்-மேல் உயரங்களில் இருந்து பார்க்கும் பயனுள்ள சாளரம் மிகவும் திறந்திருக்கும், இதன் விளைவாக மேகத்தின் உச்சிகள் திறம்பட சாளர கதிர்வீச்சின் வலுவான ஆதாரங்களாக இருக்கின்றன; அதாவது, மேகங்கள் சாளரத்தை ஒரு சிறிய அளவிற்கு மட்டுமே தடுக்கின்றன (இதைப் பற்றிய மற்றொரு கருத்தைப் பார்க்கவும், இது பக்கம் 43 இல் அஹ்ரென்ஸ் (2009) முன்மொழிந்தது). அகச்சிவப்பு வளிமண்டல சாளரம் இல்லாமல், பூமி வாழ்க்கையை ஆதரிக்க மிகவும் சூடாக மாறும், மேலும் சூரிய மண்டல வரலாற்றில் வீனஸ் செய்ததைப் போல, அது அதன் தண்ணீரை இழக்கும் அளவுக்கு சூடாக இருக்கும். எனவே, ஒரு வளிமண்டல சாளரத்தின் இருப்பு பூமி வாழக்கூடிய கிரகமாக இருப்பதற்கு முக்கியமானது. புவி வெப்பமடைதலுக்கான முன்மொழியப்பட்ட மேலாண்மை மூலோபாயமாக, செயலற்ற பகல்நேர கதிர்வீச்சு குளிரூட்டல் (பி. டி. ஆர். சி) மேற்பரப்புகள் அகச்சிவப்பு சாளரத்தைப் பயன்படுத்தி வெப்பத்தை மீண்டும் விண்வெளிக்கு அனுப்புகின்றன, இது காலநிலை மாற்றத்தால் ஏற்படும் வெப்பநிலை அதிகரிப்பை மாற்றியமைக்கும் நோக்கத்துடன் உள்ளது. அச்சுறுத்தல்கள் சமீபத்திய தசாப்தங்களில், அகச்சிவப்பு வளிமண்டல சாளரத்தின் இருப்பு ஃவுளூரின் மற்றும் கார்பன், கந்தகம் அல்லது நைட்ரஜனுக்கு இடையிலான பிணைப்புகளைக் கொண்ட மிகவும் செயலற்ற வாயுக்களின் வளர்ச்சியால் அச்சுறுத்தப்பட்டுள்ளது. இந்த சேர்மங்களின் தாக்கத்தை இந்திய-அமெரிக்க வளிமண்டல விஞ்ஞானி வீரபத்ரன் ராமநாதன் 1975 ஆம் ஆண்டில் முதன்முதலில் கண்டுபிடித்தார், ரோலாண்ட் மற்றும் மோலினாவின் அடுக்கு மண்டல ஓசோனை அழிக்கும் குளோரோஃப்ளூரோகார்பன்களின் திறன் குறித்து மிகவும் புகழ்பெற்ற காகிதத்திற்கு ஒரு வருடம் கழித்து. புளோரின் மற்றும் பிற ஒளி உலோகங்களுக்கு இடையிலான பிணைப்புகளின் "நீட்சி அதிர்வெண்கள்" வளிமண்டல சாளரத்தில் வலுவான உறிஞ்சுதல் எப்போதும் அத்தகைய பிணைப்புகளைக் கொண்ட சேர்மங்களின் சிறப்பியல்பாக இருக்கும், இருப்பினும் கார்பன், நைட்ரஜன் அல்லது கந்தகம் தவிர பிற உலோகங்களின் புளோரைடுகள் நீராற்பகுப்பு காரணமாக குறுகிய காலம் நீடிக்கும். ஃவுளூரின் அணுவின் தீவிர எலக்ட்ரோநெக்டிவிட்டி காரணமாக இந்த பிணைப்புகள் அதிக துருவமாக இருப்பதால் இந்த உறிஞ்சுதல் வலுப்படுத்தப்படுகிறது. குளோரின் மற்றும் புரோமினுக்கான பிணைப்புகளும் வளிமண்டல சாளரத்தில் உறிஞ்சப்படுகின்றன, இருப்பினும் மிகவும் குறைவாக வலுவாக உள்ளன. மேலும், இத்தகைய சேர்மங்களின் செயலற்ற தன்மை பல தொழில்துறை நோக்கங்களுக்காக அவற்றை மிகவும் மதிப்புமிக்கதாக ஆக்குகிறது, அதாவது அவை பூமியின் குறைந்த வளிமண்டலத்தின் இயற்கையான சுழற்சியில் அகற்ற முடியாதவை. ஃவுளூரைட்டின் கதிரியக்க ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் சல்பேட் அல்லது கார்பனேட் தாதுக்களுடன் அடுத்தடுத்த எதிர்வினைகள் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட மிகச் சிறிய இயற்கை ஆதாரங்கள், அனைத்து பெர்ஃப்ளூரோகார்பன்களுக்கும் சுமார் 40 பிபிடி மற்றும் சல்பர் ஹெக்ஸாஃப்ளூரைடு 0.01 பிபிடி வளிமண்டல செறிவுகளை சிதைப்பதன் மூலம் உற்பத்தி செய்கின்றன, ஆனால் இயற்கையான உச்சவரம்பு மட்டுமே மீசோஸ்பியர் மற்றும் மேல் அடுக்கு மண்டலத்தில் ஃபோட்டோலிசிஸ் வழியாகும். மயக்க மருந்துகள், குளிரூட்டிகள் மற்றும் பாலிமர்களின் வணிக உற்பத்தியில் இருந்து உருவாகும் பெர்ஃப்ளூரோகார்பன்கள் (,,) இரண்டாயிரத்து அறுநூற்று ஐம்பதாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு இடையில் வளிமண்டலத்தில் இருக்க முடியும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. இதன் பொருள் அத்தகைய சேர்மங்கள் மகத்தான புவி வெப்பமடைதல் திறனைக் கொண்டுள்ளன என்பதாகும். உதாரணமாக, ஒரு கிலோகிராம் கந்தக ஹெக்ஸாஃப்ளூரைடு 100 ஆண்டுகளில் 26.7 டன் கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவுக்கு வெப்பத்தை ஏற்படுத்தும், மேலும் 500 ஆண்டுகளில் 37.6 டன் வரை வெப்பத்தை ஏற்படுத்தும். இந்த விஷயத்தில் பெர்ஃப்ளூரோகார்பன்கள் ஒத்தவை, மேலும் கார்பன் டை ஆக்சைடுடன் ஒப்பிடும்போது கார்பன் டெட்ராக்ளோரைடு கூட 2310 புவி வெப்பமடைதல் திறனைக் கொண்டுள்ளது. மிகவும் குறுகிய கால ஆலசனேற்றப்பட்ட சேர்மங்கள் இன்னும் மிகவும் அதிக புவி வெப்பமயமாதல் திறன்களைக் கொண்டிருக்கலாம்ஃ எடுத்துக்காட்டாக, குளோரோஃபார்ம், 0.5 ஆண்டுகள் வாழ்நாள், இன்னும் 22 புவி வெப்பமடைதல் திறனைக் கொண்டுள்ளது; ஹாலோதேன், ஒரு ஆண்டு வாழ்நாள் மட்டுமே, 100 ஆண்டுகளுக்கு மேல் 47 GWP ஐக் கொண்டுள்ளது, மற்றும் ஹாலோன் 1202,2.9 ஆண்டுகள் வாழ்நாள், கார்பன் டை ஆக்சைடை விட 100 ஆண்டு புவி வெப்பமடைதல் திறனைக் கொண்டுள்ளது. இந்த சேர்மங்கள் இன்னும் அவற்றுக்கான மாற்றுகளைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான தொடர்ச்சியான முயற்சியுடன் மிகவும் சிக்கலானவையாகவே உள்ளன. கிரீன்ஹவுஸ் விளைவு கிரீன்ஹவுஸ் வாயு அகச்சிவப்பு வானியல் ஒளியியல் சாளரம் ஓசோன் குறைப்பு வானொலி சாளர குறிப்புகள் புத்தகங்கள் வெளிப்புற இணைப்புகள் ஐஆர் வளிமண்டல சாளரம் வளிமண்டல கதிர்வீச்சு செயற்கைக்கோள் வானிலை மின்காந்த நிறமாலை காலநிலை மாற்றம் வளிமண்டலம்