Том 36, номер 05, статья № 2

Аннотация:

Спектр поглощения водяного пара с высоким содержанием ¹⁷O (более 80%) зарегистрирован на Фурье-спектрометре Bruker IFS 125M в диапазоне 7900–9500 см^-1 при комнатной температуре. В зарегистрированном спектре найдено около 6300 линий с минимальной интенсивностью 5,0 × 10^-27 см/молек. 4835 линий спектра отнесены к 5185 переходам пяти изотопологов молекулы воды (H₂¹⁶O, H₂¹⁷O, H₂¹⁸O, HD¹⁶O и HD¹⁷O). Линии H₂¹⁷O отнесены к 14 колебательным полосам, из них большая часть к ν₂ + 2ν₃, 3ν₂ + ν₃, ν₁ + ν₂ + ν₃, ν₁ + 3ν₂ и 2ν₁ + ν₂. Впервые идентифицированы линии горячих полос ν₁ + 2ν₂ + ν₃ - ν₂, 2ν₁ + ν₃ - ν₂ и 2ν₁ + 2ν₂ - ν₂. Идентификация позволила определить более 153 новых колебательно-вращательных уровней энергии девяти колебательных состояний молекулы H₂¹⁷O и 22 уровня энергии двух состояний молекулы HD¹⁷O. Проведены сравнения полученных данных с результатами предыдущих исследований, спектроскопической базой HITRAN2020 и списком W2020.

Ключевые слова:

Фурье-спектроскопия, редкие изотопологи, H217O, HD17O, колебательно-вращательные уровни энергии

Список литературы:

1. Tolchenov R.N., Tennyson J. Water line parameters for weak lines in the range 7400–9600 cm^-1 // J. Mol. Spectrosc. 2005. V. 231. P. 23–27. DOI: 10.1016/j.jms.2004.12.001.
2. Schermaul R., Learner R.C.M., Canas A.A.D., Brault J.W., Polyansky O.L., Belmiloud D., Zobov N.F., Tennyson J. Weak line water vapor spectra in the region 13200–15000 cm^-1 // J. Mol. Spectrosc. 2002. V. 211. P. 169–178. DOI: 10.1006/jmsp.2001.8498.
3. Liu A.-W., Hu S.-M., Camy-Peyret C., Mandin J.-Y., Naumenko O., Voronin B. Fourier transform absorption spectra of H₂¹⁷O and H₂¹⁸O in the 8000–9400 cm^-1 spectral region // J. Mol. Spectrosc. 2006. V. 237. P. 53–62. DOI: 10.1016/j.jms.2006.02.008.
4. Régalia L., Oudot C., Mikhailenko S., Wang L., Thomas X., Jenouvrier A., Von der Heyden P. Water vapor line parameters from 6450 to 9400 cm^-1 // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2014. V. 136. P. 119–136. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2013.11.019.
5. Mikhailenko S., Kassi S., Wang L., Campargue A. The absorption spectrum of water in the 1.25 mm transparency window (7408–7920 cm^-1) // J. Mol. Spectrosc. 2011. V. 269. P. 92–103. DOI: 10.1016/j.jms.2011.05.005.
6. Campargue A., Mikhailenko S.N., Lohan B.G., Karlovets E.V., Mondelain D., Kassi S. The absorption spectrum of water vapor in the 1.25 mm atmospheric window (7911–8337 cm^-1) // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2015. V. 157. P. 135–152. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2015.02.011.
7. Modelain D., Mikhailenko S.N., Karlovets E.V., Béguer S., Kassi S., Campargue A. Comb-assisted cavity ring down spectroscopy of ¹⁷O enriched water between 7443 and 7921 cm^-1 // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2017. V. 203. P. 206–212. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2017.03.029.
8. Спектроскопия атмосферных газов. URL: http://spectra.iao.ru/molecules/simlaunch?mol=1 (дата обращения: 1.01.2022).
9. 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.
10. 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.
11. Mikhailenko S.N., Naumenko O.V., Nikitin A.V., Vasilenko I.A., Liu A.-W., Song K.-F., Ni H.-Y., Hu S.-M. Absorption spectrum of deuterated water vapor enriched by ¹⁸O between 6000 and 9200 cm^-1 // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2012. V. 113. P. 653–669. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2012.02.009.
12. Vasilchenko S.S., Mikhailenko S.N., Serdyukov V.I., Sinitsa L.N. The absorption spectrum of H₂¹⁸O in the range 13400–14460 cm^-1 // Opt. Spectrosc. 2012. V. 113. P. 451–455. DOI: 10.1134/S0030400X12110069.
13. Mikhailenko S.N., Serdyukov V.I., Sinitsa L.N. LED-based Fourier transform spectroscopy of H₂¹⁸O in the 15000–16000 cm^-1 range // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2015. V. 156. P. 36–46. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2015.02.001.
14. Mikhailenko S.N., Serdyukov V.I., Sinitsa L.N. Study of H₂¹⁶O and H₂¹⁸O absorption in the 16,460–17,200 cm^-1 range using LED-based Fourier transform spectroscopy // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2018. V. 217. P. 170–177. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2018.05.032.
15. Bernstein H.J., Herzberg G. Rotation-vibration spectra of diatomic and simple polyatomic molecules with long absorbing paths. I. The spectrum of fluoroform (CHF₃) from 2.4 to 0.7 m // J. Chem. Phys. 1948. V. 16. P. 30–38. DOI: 10.1063/1.1746650.
16. Сердюков В.И., Синица Л.Н., Васильченко С.С., Воронин Б.А. Высокочувствительная Фурье-cпектроскопия в высокочастотной области с небольшими многоходовыми кюветами // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 3. С. 240–246; Serdyukov V.I., Sinitsa L.N., Vasil'chenko S.S., Voronin B.A. High-sensitive Fourier-transform spectroscopy with shortbase multipass absorption cells // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26. P. 329–336. DOI: 10.1134/S1024856013040131.
17. Васильченко С.С., Сердюков В.И. Спектр излучения неона как репер частотной шкалы для спектрофотометров // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 9. С. 822–825; Vasil'chenko S.S., Serdukov V.I. Emission spectrum of neon as a frequency reference for spectrophotometers // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26. P. 154–158. DOI: 10.1134/S1024856013020139.
18. 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., Canè 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., Tόbiás 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. 107949. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107949.
19. Никитин А.В., Кочанов Р.В. Визуализация и идентификация спектров программой SpectraPlot // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 11. С. 936–941.
20. Hu S.-M., He S.-G., Zheng J.-J., Wang X.-H., Ding Y., Zhu Q.-S. High-resolution analysis of the ν₂ + 2 ν₃ band of HDO // Chinese Physics. 2001. V. 10. P. 1021–1027. DOI: 10.1088/1009-1963/10/11/306.
21. Naumenko O.V., Voronina S., Hu S.-M. High resolution Fourier transform spectrum of HDO in the 7500–8200 cm^-1 region: Revisited // J. Mol. Spectrosc. 2004. V. 227. P. 151–157. DOI: 10.1016/j.jms.2004.06.002.
22. Régalia L., Thomas X., Rennesson T., Mikhailenko S. Line parameters of water vapour enriched by ¹⁸O from 6525 to 8011 cm^-1 // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2019. V. 235. P. 257–271. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2019.06.031.
23. Régalia L., Mikhailenko S. Spectral line parameters of H₂¹⁸O molecule in the 8050–9300 cm^-1 region // Abstracts of Reports of XIX Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy HighRus-2019, Tomsk, 2019. P. 37. URL: https://symp.iao.ru/files/symp/hrms/19/ru/ abstr_10531.pdf.
24. Furtenbacher T., Tόbiás R., Tennyson J., Polyansky O.L., Kyuberis A.A., Ovsyannikov R.I., Zobov N.F., Császár A.G. The W2020 database of validated rovibrational experimental transitions and empirical energy levels of water isotopologues. II. H₂¹⁷O and H₂¹⁸O with an update to H₂¹⁶O // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2020. V. 49. P. 043103. DOI: 10.1063/5.0030680.
25. Бубукина И.И., Зобов Н.Ф., Полянский О.Л., Ширин С.В., Юрченко С.Н. Оптимизированная полуэмпирическая поверхность потенциальной энергии H₂¹⁶O до 26 000 см^-1 // Оптика и спектроскопия. 2011. Т. 110, № 2. С. 186–193.
26. Mikhailenko S.N., Kassi S., Mondelain D., Gamache R.R., Campargue A. A spectroscopic database for water vapor between 5850 and 8340 cm⁻¹ // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2019. V. 179. P. 198–216. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2016.03.035.
27. Mikhailenko S., Kassi S., Mondelain D., Campargue A. Water vapor absorption between 5690 and 8340 cm⁻¹: Accurate empirical line centers and validation tests of calculated line intensities // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2020. V. 245. P. 106840. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2020.106840.
28. Kyuberis A.A., Zobov N.F., Naumenko O.V., Voronin B.A., Polyansky O.L., Lodi L., Liu A., Hu S.-M., Tennyson J. Room temperature line lists for deuterated water // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2017. V. 203. P. 175–185. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2017. 06.026.
29. Tennyson J., Bernath P.F., Brown L.R., Campargue A., Carleer M.R., Császár A.G., Gamache R.R., Hodges J.T., Jenouvrier A., Naumenko O.V., Polyansky O.L., Rothman L.S., Toth R.A., Vandaele A.C., Zobov N.F., Daumont L., Fazliev A.Z., Furtenbacher T., Gordon I.E., Mikhailenko S.N., Shirin S.V. IUPAC critical evaluation of the rotational-vibrational spectra of water vapor. Part I. Energy levels and transition wavenumbers for H₂¹⁷O and H₂¹⁸O // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2009. V. 110. P. 573–596. DOI: 10.1016/j. jqsrt.2009.02.014.
30. Lodi L., Tennyson J. Line lists for H₂¹⁸O and H₂¹⁷O based on empirical line positions and ab initio intensities // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2012. V. 113. P. 850–858. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2012.02.023.
31. Polyansky O.L., Kyuberis A.A., Lodi L., Tennyson J., Yurchenko S.N., Ovsyannikov R.I., Zobov N.F. ExoMol molecular line lists XIX: High-accuracy computed hot line lists for H₂¹⁶O and H₂¹⁸O // Mon. R. Astron. Soc. 2017. V. 466. P. 1363–1371. DOI: 10.1093/mnras/stw3125.