Том 22, номер 02, статья № 1

Аннотация:

Ранее было предложено (А.Ф. Крупнов и др. // Оптика атмосферы и океана. 2007. Т. 20. № 9. С. 772-776) для обнаружения спектра димера воды в равновесном состоянии наблюдать отдельные вращательные линии димера воды в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн при высоком разрешении, и была показана достаточность чувствительности некоторых типов микроволновых спектрометров для наблюдения линий димера с рассчитанным нами коэффициентом поглощения. В настоящей статье рассматриваются условия такого наблюдения отдельной линии димера на фоне суммарного поглощения излучения парами воды в миллиметровом диапазоне. Показано, что рассчитанная интенсивность отдельной вращательной линии димера лишь в несколько раз меньше полного континуального поглощения парами воды и поглощение димерами воды составляет основную часть всего наблюдающегося поглощения парами воды в миллиметровом диапазоне. Таким образом, предложенное нами ранее направление исследований представляется перспективным для обнаружения димеров воды в равновесных условиях, попытки которого ведутся уже около 40 лет.

Ключевые слова:

димер воды, континуальное поглощение, равновесные условия, миллиметровые волны

Список литературы:

1. Ландсберг Г.С. Межмолекулярные силы и комбинационное рассеяние света // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1938. № 3. С. 373-382.
2. Викторова А.А., Жевакин С.А. Поглощение микрорадиоволн в воздухе димерами водяного пара // Докл. АН СССР. 1966. Т. 171. № 5. С. 1061-1064.
3. Gebbie H.A., Burroughs W.J., Chamberlain J., Harris J.E., Jones R.G. Dimers of the water molecule in the Earth's atmosphere // Nature (Gr. Brit.). 1969. V. 221. P. 143-145.
4. Pfeilsticker K., Lotter A., Peters C., Boesch H. Atmospheric detection of water dimer via near infrared absorption // Science. 2003. V. 300. P. 2078-2080.
5. Kassi S., Macko P., Naumenko O., Campargue A. The absorption spectrum of water near 750 nm by CW-CRDS: contribution to the search of water dimer absorption // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. V. 7. N 7. P. 2460-2467.
6. Lotter A. Field measurements of water continuum and water dimer absorption by active long pass differential optical absorption spectroscopy (DOAS): Dissertation. Ruperto-Carola University of Heidelberg, Germany. 2006.
7. Ptashnik I.V. Evidence of contribution of water dimers to the near-IR water vapour self-continuum // J.Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2008. V.109. N5. P.831-852.
8. Крупнов А.Ф., Зобов Н.Ф. О возможности экспериментального наблюдения отдельных вращательных линий димера воды в равновесной газовой фазе // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20. № 9. С. 772-776.
9. Scribano Y., Leforestier C. Contribution of water dimer absorption to the millimeter and far infrared atmospheric water continuum // J. Chem. Phys. 2007. V. 126. Р. 234301-1-234301-12.
10. Podobedov V.B., Plusquellic D.F., Fraser G.T. Investigation of the water-vapor continuum in the THz region using a multipass cell // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2005. V. 91. P. 287-295; Podobedov V.B., Plusquellic D.F., Siegrist K.E., Fraser G.T., Ma Q., Tipping R.H. New measurements of the water vapor continuum in the region from 0.3 to 2.7 THz // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2008. V. 109. N 3. P. 458-467.
11. Kuhn T., Bauer A., Godon M., Buehler S., Kunzi K. Water vapor continuum: absorption measurements at 350 GHz and model calculations // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2002. V. 74. N 5. P. 545-562; Ibid. 2008. V. 109. N 9. P. 1705-1718.
12. Rosenkranz P.W. Water vapor microwave continuum absorption: a comparison of measurements and models // Radio Sci. 1998. V. 33. N 4. P. 919-928.
13. http://rtweb.aer.com/continuum_frame.html
14. Кукин Л.М., Ноздрин Ю.Н., Рядов В.Я., Федосеев Л.И., Фурашов Н.И. Определение вклада мономеров и димеров водяного пара в атмосферное поглощение по данным измерений в диапазоне 1,15-1,55 мм // Радиотехн. и электрон. 1975. Т. 20. № 10. С. 2017-2026.
15. Keutsch F.N., Goldman N., Harker H.A., Leforestier C., Saykally R.J. Complete characterization of the water dimer vibrational ground state and testing the VRT(ASP-W)III, SAPT-5st and VRT(MCY-5f) surfaces // Mol. Phys. 2003. V. 101. N 23-24. P. 3477-3492.
16. McKellar A.R.W. Infrared spectra of weakly-bound complexes and collision-induced effects involving atmospheric molecules, in Weakly Interacting Molecular Pairs: Unconventional Absorbers of Radiation in the Atmosphere / C. Camy-Peyret, A.A. Vigasin, Eds. // Nato Science Series, IV. Earth and Environ. Sci. L. Kluwer Academic, 2003. V. 27. P. 223-232.
17. Fraser G.T., Lovas F.J., Suenram R.D., Karyakin E.N., Grushow A., Burns W.A., Leopold K.R. Microwave and submillimeter-wave spectra of the mixed deuterated-protonated water-dimer isotopomers // J. Mol. Spectrosc. 1997. V. 181. P. 229-245.
18. Slanina Z., Nagy G. A classification and evaluation of 99 isomerizations among 54 water-dimer (H, D, T)-isotopomers // Chem. Phys. Lett. 1991. V. 177. N 6. P. 521-526.