Vol. 37, issue 03, article # 2

Vasilenko I. A., Sinitsa L. N., Serdyukov V. I. LED Fourier spectroscopy of H216O in the 14800–15500 cm-1 spectral region. // Optika Atmosfery i Okeana. 2024. V. 37. No. 03. P. 196–202. DOI: 10.15372/AOO20240302 [in Russian].
Copy the reference to clipboard

Abstract:

Fourier absorption spectrum of water vapor is studied in the spectral region 14800–15500-1 with a resolution of 0.05 cm-1 and an optical path length of 3480 cm. A detailed list is obtained consisting of 906 identified absorption lines of H216O, as well as a set of 426 energy levels belonging to 19 vibrational states. Fifty-five energy levels are determined for the first time, and the energies of 64 levels are corrected. A comparison is made with the data available in the literature. The error in the positions of well-resolved not very weak lines is 0.002 cm-1, and the error in intensities is 10–15%.

Keywords:

water vapor, LED-based Fourier transform spectroscopy, energy levels, vibrational-ratational transitions

Figures:

References:

1. Gordon I.E., Rothman L.S., Hargreaves R.J., Hashe­mi R., Karlovets E.V., Skinner F.M., Conway E.K., Hill C., Kochanov R.V., Tan Y., Wcisło P., Finenko A.A., Nelson K., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Campargue A., Chance K.V., Coustenis A., Drouin B.J., Flaud J.-M., Gamache R.R., Hodges J.T., Jacquemart D., Mlawer E.J., Nikitin A.V., Perevalov V.I., Rotger M., Tennyson J., Toon G.C., Tran H., Tyuterev V.G., Adkins E.M., Baker A., Barbe A., Cane E., Császár A.G., Dudaryonok A., Egorov O., Fleisher A.J., Fleurbaey H., Foltynowicz A., Furtenbacher T., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Horneman V.-M., Huang X., Karman T., Karns J., Kassi S., Kleiner I., Kofman V., Kwabia-Tchana F., Lavrentieva N.N., Lee T.J., Long D.A., Lukashevskaya A.A., Lyulin O.M., Makhnev V.Yu., Matt W., Massie S.T., Melosso M., Mikhailenko S.N., Mondelain D., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Perrin A., Polyansky O.L., Raddaoui E., Raston P.L., Reed Z.D., Rey M., Richard C., Tóbiás R., Sadiek I., Schwenke D.W., Starikova E., Sung K., Tamassia F., Tashkun S.A., Vander Auwera J., Vasilenko I.A., Vigasin A.A., Villanueva G.L., Vispoel B., Wagner G., Yachmenev A., Yurchenko S.N. The HITRAN2020 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2022. V. 277. P. 107949. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.1079493.
2. Delahaye T., Armante R., Scott N.A., Jacquinet-Husson N., Chédin A., Crépeau L., Crevoisier C., Douet V., Perrin A., Barbe A., Boudon V., Campargue A., Coudert L.H., Ebert V., Flaud J.-M., Gamache R.R., Jacquemart D., Jolly A., Kwabia Tchana F., Kyuberis A., Li G., Lyulin O.M., Manceron L., Mikhailenko S., Moazzen-Ahmadi N., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Nikitin A., Perevalov V.I., Richard C., Starikova E., Tashkun S.A., Tyuterev Vl.G., Vander Auwera J., Vispoel B., Yachmenev A., Yurchenko S. The 2020 edition of the GEISA spectroscopic database // J. Mol. Spectrosc. 2021. V. 380. P. 111510.
3. Mandin J.-Y., Chevillard J.-P., Camy-Peyret С., Flaud J.M. The high-resolution spectrum of water vapor between 13200 and 16500 cm-1 // J. Mol. Spectrosc. 1986. V. 116. P. 167–190.
4. Carleer M., Jenouvrier A., Vandaele A.-C., Bernath P.F., Mérienne M.F., Colin R., Zobov N.F., Polyansky O.L., Tennyson J., Savin V.A. The near infrared, visible, and near ultraviolet overtone spectrum of water // J. Chem. Phys. 1999. V. 111. P. 2444–2450. DOI: 10.1063/1.479859.
5. Polyansky O.L., Zobov N.F., Viti S., Tennyson J. Water vapor line assignments in the near infrared // J. Mol. Spectrosc. 1998. V. 189. P. 291–300.
6. Tolchenov N., Naumenko O., Zobov N.F., Shirin S.V., Polyansky O.L., Tennyson J., Carleer M., Coheur P.-F., Fally S., Jenouvrier A., Vandaele A.C. Water vapour line assignments in the 9250–26000 cm-1 frequency range // J. Mol. Spectrosc. 2005. V. 233. P. 68–76.
7. Mikhailenko S.N., Serdyukov V.I., Sinitsa L.N. LED-based Fourier transform spectroscopy of H218O in the 15.000–16.000 cm-1 range // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2015. V. 156. P. 36–46. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2015.02.001.
8. Barber R.J., Tennyson J., Harris G.J., Tolchenov R.N. A high accuracy computed water line list // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2006. V. 368. P. 1087–1094. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2006.10184.x.
9. Lodi L., Tolchenov R.N., Tennyson J., Lynas-Gray A.E., Shirin S.V., Zobov N.F., Polyansky O.L., Császár A.G., Joost N.P. van Stralen, Visscher L. A new ab initio ground-state dipole moment surface for the water molecule // J. Chem. Phys. 2008. V. 128. P. 044304-044304-11. DOI: 10.1063/1.2817606.
10. Bubukina I.I., Polyansky O.L., Zobov N.F., Yurchenko S.N. Optimized semiempirical potential energy surface for H216O up to 26000 cm-1 // Opt. Spectrosc. 2011. V. 110. P. 160–166. DOI: 10.1134/S0030400X11020032.
11. Polyansky O.L., Kyuberis A.A., Zobov N.F., Tennyson J., Yurchenko S.N., Lodi L. Exomol molecular line lists XXX: A complete high-accuracy line list for water // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2018. V. 480. P. 2597–608. DOI: 10.1093/mnras/sty1877.
12. Mizus I.I., Kyuberis A.A., Zobov N.F., Makhnev V.Y., Polyansky O.L., Tennyson J. High accuracy water potential energy surface for the calculation of infrared spectra // Philos. Trans. R. Soc. London A. 2018. V. 376. P. 20170149. DOI: 10.1098/rsta.2017.0149.
13. Lyulin O.M. Opredelenie parametrov spektral'nykh linii iz neskol'kikh spektrov pogloshcheniya s pomoshch'yu programmy MultiSpectrum Fitting // Optika atmosf. i okeana. 2015. V. 28, N 5. P. 408–416; Lyulin O.M. Determination of spectral line parameters from several absorption spectra with the MultiSpectrum Fitting computer code // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 487–495.
14. Conway E.K., Gordon I.E., Kyuberis A.A., Polyansky O.L., Tennyson A.J., Zobov N.F. Calculated line lists for H216O and H218O with extensive comparisons to theoretical and experimental sources including the HITRAN2016 database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2020. V. 241. P. 106711. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2019.106711.
15. Furtenbacher T., Tόbiás R., Tennyson J., Polyansky O.L., Császár A.G. W2020: A database of validated rovibrational experimental transitions and empirical energy levels of H216O // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2020. V. 49. P. 033101. DOI: 10.1063/5.0008253.
16. Partridge H., Schwenke D.W. The determination of an accurate isotope dependent potential energy surface for water from extensive ab initio calculations and experimental data // J. Chem. Phys. 1997. V. 106. P. 4618– 4639. DOI: 10.1063/1.473987.
17. Schwenke D.W., Partridge H. Convergence testing of the analytic representation of an ab initio dipole moment function for water: Improved fitting yields improved intensities // J. Chem. Phys. 2000. V. 113. P. 6592–6597. DOI: 10.1063/1.1311392.
18. Tennyson J., Bernath P.F., Brown L.R., Campargue A., Császár A.G., Daumont L., Gamache R.R., Hodges J.T., Naumenko O.V., Polyansky O.L., Lodi L., Mizus I.I. IUPAC critical evaluation of the rotational-vibrational spectra of water vapor. Part III. Energy levels and transition wavenumbers for H216O // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 117. P. 29–58. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2012.10.002.
19. Zobov N.F., Shirin S.V., Ovsyannikov R.I., Polyansky O.L., Barber R.J., Tennyson J., Bernath P.F., Carleer M., Colin R., Coheur P.-F. Spectrum of hot water in the 4750–13000 cm-1 wavenumber range (0.769–2.1 m) // Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 2008. V. 387, N 3. P. 1093–1098.