Том 37, номер 07, статья № 2

Аннотация:

Точные измерения концентрации закиси азота, мощного парникового газа, в атмосфере Земли важны для моделирования радиационного баланса нашей планеты. Представлены измеренные коэффициенты уширения и сдвига линий N₂O давлением воздуха при комнатной температуре для 82 колебательно-вращательных переходов в полосе (00⁰2) ← (00⁰0), вращательное квантовое число m меняется от 3 до 54. Измерения проведены на Фурье-спектрометре IFS-125M со спектральным разрешением 0,0056 см^-1. Вычисленные коэффициенты уширения и сдвига линий получены полуклассическим методом, модифицированным включением в расчетную схему корректирующего фактора. Определенные нами параметры сравнивались с представленными в литературе и в современных базах спектроскопических данных. Выявлена колебательная зависимость полуширин линий для валентного колебания n₃.

Ключевые слова:

параметры контура линии, уширение линии, полуширина линии, сдвиг линии, закись азота

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Фофонов А.В. Потоки парниковых газов на границе «почва–атмосфера» в фоновом районе города Томска // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 12. С. 1021–1031. DOI: 10.15372/AOO20221209; Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.C., Kozlov A.V., Fofonov A.V. Soil–atmosphere greenhouse gas fluxes in a background area in the Tomsk Region (Western Siberia) // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N 2. P. 152–161.
2. Вирт Д.А. Парижское Соглашение: новый компонент климатического режима ОOH (The Paris Agreement as a New Component of the UN Climate Regime) // Вестник международных организаций. 2017. Т. 12, № 4. С. 185–214.
3. Кондратьев К.Я., Исидоров В.А. Окислы азота как химически и оптически активные малые газовые компоненты тропосферы // Оптика атмосф. и океана. 2001. Т. 14, № 8. С. 643–652.
4. Белан Б.Д. Тропосферный озон. 6. Компоненты озоновых циклов // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 4. С. 358–379.
5. Toth R.A. N₂- and air-broadened linewidths and frequency-shifts of N₂O // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2000. V. 66. P. 285–304. DOI: 10.1016/S0022-4073(99)00167-3.
6. Loos J., Birk M., Wagner G. Pressure broadening, -shift, speed dependence and line mixing in the n₃ ro-vibrational band of N₂O // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2015. V. 151. P. 300–309. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2014.10.008.
7. Nemtchinov V., Sun C., Varanasi P. Measurements of line intensities and line widths in the 3-fundamental band of nitrous oxide at atmospheric temperatures // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2004. V. 84. P. 267–284. DOI: 10.1016/S0022-4073(02)00355-2.
8. Nakayama T., Fukuda H., Sugita A., Hashimoto S., Kawasaki M., Aloisio S., Morino I., Inoue G. Buffer-gas pressure broadening for the (00⁰3) ← (00⁰0) band of N₂O measured with continuous-wave cavity ring-down spectroscopy // Chem. Phys. 2007. V. 334. P. 196–203. DOI: 10.1016/j.chemphys.2007.03.001.
9. Adkins E.M., Long D.A., Fleisher A.J., Hodges J.T. Near-infrared cavity ring-down spectroscopy measurements of nitrous oxide in the (42⁰0) ← (00⁰0) and (50⁰0) ← (00⁰0) bands // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2021. V. 262. P. 107527. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107527.
10. 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., Canèw 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., Auwera J.V., 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, N 1. 107949. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107949.
11. Kruglova T.V., Shcherbakov A.P. Automated line search in molecular spectra based on nonparametric statistical methods: Regularization in estimating parameters of spectral lines // Opt. Spectrosc. 2011. V. 111. P. 353–356. DOI: 10.1134/S0030400X1109013X.
12. Mogi K., Komine T., Hirao K. A theoretical study on the dipole moment of N₂O and the weakly bound complexes formed by N₂O // J. Chem. Phys. 1991. V. 95. P. 8999. DOI: 10.1063/1.461231.
13. Chetty N., Couling V.W. Measurement of the electric quadrupole moment of N₂O // J. Chem. Phys. 2011. V. 134, N 144307. DOI: 10.1063/1.3578609.
14. Halkier A., Coriani S., Jørgensen P. The molecular electric quadrupole moment of N₂ // Chem. Phys. Lett. 1998. V. 294. P. 292–296. DOI: 10.1016/S0009-2614(98)00878-1.
15. Buckingham A.D., Disch R.L., Dunmur D.A. Quadrupole moments of some simple molecules // J. Am. Chem. Soc. 1968. V. 90. P. 3104–3107. DOI: 10.1021/ja01014a023.
16. Bykov A.D., Lavrentieva N.N., Sinitsa L.N. Semi-empiric approach of the calculation of H₂O and CO₂ line broadening and shifting // Mol. Phys. 2004. V. 102, N 14–15. P. 1653–1658. DOI: 10.1080/00268970410001725765.
17. Anderson P.W. Pressure broadening in the microwave and infrared regions // Phys. Rev. 1949. V. 76. P. 647–661. DOI: 10.1103/PhysRev.76.647.
18. Tsao C.J., Curnutte B. Line-width of pressure-broadened spectral lines // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1961. V. 2. P. 41–91. DOI: 10.1016/0022-4073(62)90013-4.
19. Olney T.N., Cann N.M., Cooper G., Brion C.E. Absolute scale determination for photoabsorption spectra and the calculation of molecular properties using dipole sum-rules // Chem. Phys. 1997. V. 223. P. 59–98. DOI: 10.1016/S0301-0104(97)00145-6.
20. Завилопуло А.Н., Чипев Ф.Ф., Шпеник О.Б. Ионизация молекул азота, кислорода, воды и двуокиси углерода электронным ударом вблизи порога // Журн. техн. физ. 2005. Т. 75, № 4. C. 19–24.
21. May E.F., Moldover M.R., Schmidt J.W. Electric and magnetic susceptibilities of gaseous oxygen: Present data and modern theory compared // Phys. Rev. A. 2008. V. 78, N 032522. P. 1–15. DOI: 10.1103/PhysRevA.78.032522.
22. Hashemi R., Gordon I.E., Adkins E.M., Hodges J.T., Long D.A., Birk M., Loos J., Boone C.D., Fleisher A.J., Predoi-Cross A., Rothman L.S. Improvement of the spectroscopic parameters of the air- and self-broadened N₂O and CO lines for the HITRAN2020 database applications // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2021. P. 107735. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107735.
23. Hartmann J.M. A simple empirical model for the collisional spectral shift of air-broadened CO₂ lines // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2009. V. 110, N 18. P. 2019–2026. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2009.05.016.