Том 28, номер 04, статья № 2

Аннотация:

Измерено поглощение излучения углекислым газом в областях 7 000 и 8 000 см^–1, проведен расчет коэффициентов поглощения с применением асимптотической теории крыльев линий с определением параметров контура из подгонки к экспериментальным данным. Результаты расчета хорошо согласуются с экспериментом. Согласно теории крыльев линий поглощение в крыльях полос обусловлено крыльями сильных линий близлежащей полосы. В рамках этих представлений экспериментальные и расчетные данные о коэффициенте поглощения СО₂ в крыльях полос в областях 7 000 и 8 000 см^–1 могут быть источником сведений о форме контура спектральных линий при смещенных частотах, отвечающих нескольким десяткам полуширин. Полученные результаты подтверждают гипотезу о том, что параметры контуров в крыльях полос, отвечающих переходам с одним и тем же начальным состоянием, оказываются близкими. Определены отклонения от лоренцевского контура для ряда полос СО₂-спектра. Они оказываются различны для крыльев разных полос.

Ключевые слова:

континуальное поглощение, углекислый газ, самоуширение, крылья спектральных линий

Список литературы:

1. Winters B.H., Silverman S., Benedict W.S. Line shape in the wing beyond the band head of the 4.3 mm band of CO₂ // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1964. V. 4, N 4. P. 527–537.
2. Буланин М.О., Булычев В.П., Гранский П.В., Коузов А.П., Тонков М.В. Исследование функций пропускания СО₂ в области полос 4,3 и 15 мкм // Проблемы физики атмосферы. Вып. 13. Л.: Изд. ЛГУ, 1976. С. 14–24.
3. Menoux V., LeDoucen R., Boissoles J., Boulet C. Line shape in the low-frequency wing of self- and N₂-broadened n₃ CO₂ lines: Temperature dependence of the asymmetry // Appl. Opt. 1991. V. 30, N 3. P. 281–286.
4. Bulanin M.O., Dokuchaev A.B., Tonkov M.V., Filipov N.N. Influence of the line interference on the vibration-rotation band shapes // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1984. V. 31, N 6. P. 521–543.
5. Stefani S., Piccioni G., Snels M., Grassi D., Adriani A. Experimental CO₂ absorption coefficients at high pressure and high temperature // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 117. P. 21–28.
6. Tran H., Boulet C., Stefani S., Snels M., Piccioni G. Measurements and modelling of high pressure pure CO₂ spectra from 750 to 8 500 cm^–1: I-central and wing regions of the allowed vibrational bands // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2011. V. 112, N 6. P. 925–936.
7. Wordsworth R., Forget F., Eymet V. Infrared collision induced and far line absorption in dense CO₂ atmospheres // Icarus. 2010. V. 210, iss. 2. P. 992–997.
8. Perrin M.Y., Hartmann J.M. Temperature-dependent measurements and modeling of absorption by CO₂–N₂ mixtures in the far line-wings of the 4.3-mm CO₂ band // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1989. V. 42, iss. 4. P. 311–317.
9. Burch D.E., Gryvnak D.A. Absorption of infrared radiant energy by CO₂ and H₂O. V. Absorption by CO₂ between 1 100 and 1 835 cm^–1 (9.1–5.5 mm) // J. Opt. Soc. Amer. 1971. V. 61, N 4. P. 499–503.
10. Burch D.E., Gryvnak D.A., Patty R.R., Bartky Ch.E. Absorption of infrared radiant energy by CO₂ and H₂O. IV. Shapes of collision-broadened CO₂ lines // J. Opt. Soc. Amer. 1969. V. 59, N 3. P. 267–280.
11. Lamouroux J., Tran H., Laraia A.L., Gamache R.R., Rothman L.S., Gordon I.E., Hartmann J.-M. Updated database plus software for line-mixing in CO₂ infrared spectra and their test using laboratory spectra in the 1.5–2.3 mm region // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2010. V. 111, N 15. P. 2321–2331.
12. Ma Q., Tipping R.H. The distribution of density matrices over potential-energy surfaces: Application to the calculation of the far-wing line shapes for CO₂ // J. Chem. Phys. 1998. V. 108, N 9. P. 3386–3399.
13. Ma Q., Tipping R.H., Boulet C., Bouanich J. Theoretical far-wing line shape and absorption for high-temperature CO₂ // Appl. Opt. 1999. V. 38, N 3. P. 599–604.
14. Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д. Контур спектральной линии и межмолекулярное взаимодействие. Новосибирск: Наука, 1986. 216 с.
15. Творогов С.Д., Несмелова Л.И. Радиационные процессы в крыльях полос атмосферных газов // Изв. АН СССР. Сер. Физ. атмосф. и океана. 1976. T. 12, № 6. C. 627–633.
16. Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д. Коэффициент поглощения света в крыле полосы 4,3 мкм СО₂ // Изв. вузов. Физ. 1980. Вып. 10. C. 106–107.
17. Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д. Спектральное поведение коэффициента поглощения в полосе 4,3 мкм СО₂ в широком диапазоне температур и давлений // Оптика атмосф. и океана 1992. Т. 5, № 9. С. 939–946.
18. Родимова О.Б. Контур спектральных линий СО₂ при самоуширении от центра до далекого крыла // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 9. C. 768–777.
19. Bezard B., Fedorova A., Bertaux J.-L., Rodin A., Korablev O. The 1.10- and 1.18-mm nightside windows of Venus observed by SPICAV-IR aboard Venus Express // Icarus. 2011. V. 216, iss. 1. P. 173–183.
20. Афанасенко Т.С., Родин А.В. Влияние столкновительного уширения линий на спектр и потоки теплового излучения в нижней атмосфере Венеры // Астрон. вестн. 2005. Т. 39, № 3. С. 1–13.
21. Afanasenko T.S., Rodin A.V. Interference of spectral lines in thermal radiation from the lower atmosphere of Venus // Astron. Lett. 2007. V. 33, N 3. P. 203–210.
22. Климешина Т.Е., Петрова Т.М., Родимова О.Б., Солодов А.А., Солодов А.М. Поглощение СО₂ за кантами полос в области 8 000 см^–1 // Оптика атмосф. и океана. 2013. T.26, №11. C.925–931.
23. Пономарёв Ю.Н., Петрова Т.М., Солодов А.М., Солодов А.А., Сулакшин С.А. Фурье-спектрометр с 30-метровой многоходовой кюветой для исследования слабых спектров поглощения атмосферных газов // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 8. С. 726–728.
24. Ptashnik I.V., Petrova T.M., Ponomarev Yu.N., Shine K.P., Solodov A.A., Solodov A.M. Near infrared water vapour self-continuum at close to room temperature // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 120. P. 23–35.
25. Tvorogov S.D., Rodimova O.B. Spectral line shape. I. Kinetic equation for arbitrary frequency detunings // J. Chem. Phys. 1995. V. 102, N 22. P. 8736–8745.
26. Bogdanova Yu.V., Rodimova O.B. Line shape in far wings and water vapor absorption in a broad temperature interval // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2010. V. 111, N 15. P. 2298–2307.
27. Гордов Е.П., Творогов С.Д. Метод полуклассического представления квантовой теории. Новосибирск: Наука, 1984. 167 с.
28. Zwanzig R. Ensemble method in the theory of irreversibility // J. Chem. Phys. 1960. V. 33, N 5. P. 1338–1341.
29. Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: Изд-во иностр. лит., 1961. 930 с.
30. Войцеховская О.К., Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Сулакшина О.Н., Макушкин Ю.С., Творогов С.Д. Коэффициент поглощения света в крыле полосы 1,4 мкм СО₂ // 6-й Всесоюз. симпоз. по распространению лазерного излучения в атмосфере: тезисы докл. Томск, 1981. Ч. 2. С. 16–19.
31. Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д., Войцеховская О.К., Макушкин Ю.С., Сулакшина О.Н. Коэффициент поглощения света в крыльях полос углекислого газа в области 2,7 мкм // 6-й Всесоюз. симпоз. по молекулярной спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения: тезисы докл. Томск, 1982. Ч. 2. С. 62–66.
32. Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д., Войцеховская О.К., Сулакшина О.Н. Коэффициент поглощения в крыльях полос углекислого газа в спектральном интервале 790–910 см^–1 // Изв. вузов. Физ. 1982. Вып. 5. С. 105–108.
33. Solodov A.A., Klimeshina T.E., Petrova T.M., Rodimova O.B., Solodov A.M. The CO₂ line shape in the far wing in the 8 200–8 300 cm^–1 spectral region // 23-nd Colloquium on High Resolution Molecular Spectroscopy. Budapest, 2013. P. 74.
34. Le Doucen R., Cousin C., Boulet C., Henry A. Temperature dependence of the absorption in the region beyond the 4.3 mm band of CO₂. I: Pure CO₂ case // Appl. Opt. 1985. V. 24, N 6. P. 897–906.
35. Hartmann J.-M., Boulet C. Line mixing and finite duration of collision effects in pure CO₂ infrared spectra: Fitting and scaling analysis // J. Chem. Phys. 1991. V. 94, N 10. P. 6406–6419.