Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 37, номер 03, статья № 2

Василенко И. А., Синица Л. Н., Сердюков В. И. Светодиодная Фурье-спектроскопия Н₂¹⁶О в диапазоне 14800–15500 см^-1. // Оптика атмосферы и океана. 2024. Т. 37. № 03. С. 196–202. DOI: 10.15372/AOO20240302.
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Исследован Фурье-спектр поглощения паров воды в области 14800–15500 см^-1 с разрешением 0,05 см^-1 и длиной оптического пути 3480 см. Получен подробный список, состоящий из 906 идентифицированных линий поглощения H₂¹⁶O, а также набор из 426 уровней энергии, принадлежащих 19 колебательным состояниям. Пятьдесят два колебательно-вращательных уровня энергии были определены впервые, 64 исправлены. Проведено сравнение с имеющимися в литературе данными. Погрешность положений хорошо разрешенных одиночных линий с интенсивностью 10-26 см^-1 составляет 0,002 см^-1, а интенсивностей – 10–15%.

Ключевые слова:

H216O, водяной пар, Фурье-спектр, уровни энергии, колебательно-вращательные переходы

Иллюстрации:

Список литературы:

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. Люлин О.М. Определение параметров спектральных линий из нескольких спектров поглощения с помощью программы MultiSpectrum Fitting // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 5. С. 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.