Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 34, номер 03, статья № 1

Петрова Т. М., Солодов А. М., Щербаков А. П., Дейчули В. М., Солодов А. А., Пономарев Ю. Н. Сравнение моделей формы контура для описания линий поглощения молекулы воды. // Оптика атмосферы и океана. 2021. Т. 34. № 03. С. 159–163. DOI: 10.15372/AOO20210301.
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

В области 6700–7650 см^-¹ проведены измерения спектра поглощения молекулы воды с использованием буферного газа аргона. Спектр был зарегистрирован на Фурье-спектрометре IFS 125HR с высоким отношением сигнал/шум при комнатной температуре со спектральным разрешением 0,01 см^-¹ и в диапазоне изменения давления аргона от 0 до 0,9 атм. С помощью трех моделей формы контура (традиционный контур Фойгта, квадратичный контур Фойгта, зависящий от скорости поглощающей молекулы, и контур Hartmann–Tran HTP) были получены параметры линий поглощения молекулы воды. Показано, что применение контура HTP дает лучшее согласие с экспериментальными данными. Для массовых измерений при давлениях свыше 300 мбар предложено использовать относительно простой контур Фойгта, зависящий от скорости поглощающей молекулы.

Ключевые слова:

модели контура линий поглощения, молекула воды, Фурье-спектрометрия

Список литературы:

1. Hartmann J.-M., Boulet C., Robert D. Collisional effects on molecular spectra. Laboratory experiments and models, consequences for applications. Amsterdam: Elsevier, 2008. 432 p.
2. Ngo N.H., Lisak D., Tran H., Hartmann J.-M. An isolated line-shape model to go beyond the Voigt profile in spectroscopic databases and radiative transfer codes // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 129. P. 89–100.
3. Kiemle C., Quatrevalet M., Ehret G., Amediek A., Fix A., Wirth M. Sensitivity studies for a space-based methane lidar mission // Atmos. Meas. Tech. 2011. V. 4. P. 2195–211.
4. Buchwitz M., Reuter M., Bovensmann H., Pillai D., Heymann J., Schneising O., Rozanov V., Krings T., Burrows J.P., Boesch H., Gerbig C., Meijer Y., Löscher A. Carbon monitoring satellite (CarbonSat): Assessment of atmospheric CO₂ and CH₄ retrieval errors by error parameterization // Atmos. Meas. Tech. 2013. V. 6. P. 3477–500.
5. Tennyson J., Bernath P.F., Campargue A., Császár A.G., Daumont L., Gamache R.R., Lisak D., Naumenko O.V., Rothman L.S, Tran H., Zobov N.F., Buldyreva J., Boone C.D., De Vizia M.D., Gianfrani L., Hartmann J.-M., McPheat R., Weidmann D., Murray J., Ngo N.H., Polyansky O.L. Recommended isolated-line profile for representing high-resolution spectroscopic transitions (IUPAC technical report) // Pure Appl. Chem. 2014. V. 86. P. 1931–1943.
6. Gordon I.E., Rothman L.S., Hill C., Kochanov R.V., Tana Y., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Campargue A., Chance K.V., Drouin B.J., Flaud J.-M., Gamache R.R., Hodges J.T., Jacquemart D., Perevalov V.I., Perrin A., Shine K.P., Smith M.-A.H., Tennyson J., Toon G.C., Tran H., Tyuterev V.G., Barbe A., Császár A.G., Devi V.M., Furtenbacher T., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Jolly A., Johnson T.J., Karman T., Kleiner I., Kyuberis A.A., Loos J., Lyulin O.M., Massie S.T., Mikhailenko S.N., Moazzen-Ahmadi N., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Nikitin A.V., Polyansky O.L., Rey M., Rotger M., Sharpe S.W., Sung K., Starikova E., Tashkun S.A., Vander Auwera J., Wagner G., Wilzewski J., Wcisło P., Yu S., E. Zak E.J. The HITRAN2016 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2017. V. 203. P. 3–69.
7. Ponomarev Yu.N., Solodov A.A., Solodov A.M., Petrova T.M., Naumenko O.V. FTIR spectrometer with 30 m optical cell and its applications to the sensitive measurements of selective and nonselective absorption spectra // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2016. V. 177. P. 253–260.
8. Щербаков А.П., Протасевич А.Е. Программа для автоматического поиска и подгонки линий в спектрах // Фонд алгоритмов и программ СО РАН. Свидетельство о регистрации программы № PR13002 от 26.03.2013. Правообладатель: ИОА СО РАН (RU).
9. Shcherbakov A.P., Pshenichnicov A.M. Computer-aided system for automatic peak searching and contour fitting in molecular spectra // Proc. SPIE. 2000. N 4341. P. 60–63.
10. Круглова Т.В., Щербаков А.П. Автоматический поиск линий в молекулярных спектрах на основе методов непараметрической статистики. Регуляризация в оценке параметров спектральных линий // Опт. и спектроскоп. 2011. Т. 111, № 3. С. 383–386.
11. Левин Л.Л. Введение в теорию распознавания образов: уч. пособие. Томск: ТГУ 1982, 2004, 2008, 97 с.
12. Айзерман М.А., Браверман Э.И., Розоноэр Л.И. Метод потенциальных функций в задачах обучения машин. М.: Наука, 1970. 384 с.
13. Boone C.D. Speed-dependent Voigt profile for water vapor in infrared remote sensing applications // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2007. V. 105. P. 525–532.