Аннотация:
Измерено поглощение излучения углекислым газом в областях 7 000 и 8 000 см–1, проведен расчет коэффициентов поглощения с применением асимптотической теории крыльев линий с определением параметров контура из подгонки к экспериментальным данным. Результаты расчета хорошо согласуются с экспериментом. Согласно теории крыльев линий поглощение в крыльях полос обусловлено крыльями сильных линий близлежащей полосы. В рамках этих представлений экспериментальные и расчетные данные о коэффициенте поглощения СО2 в крыльях полос в областях 7 000 и 8 000 см–1 могут быть источником сведений о форме контура спектральных линий при смещенных частотах, отвечающих нескольким десяткам полуширин. Полученные результаты подтверждают гипотезу о том, что параметры контуров в крыльях полос, отвечающих переходам с одним и тем же начальным состоянием, оказываются близкими. Определены отклонения от лоренцевского контура для ряда полос СО2-спектра. Они оказываются различны для крыльев разных полос.
Ключевые слова:
континуальное поглощение, углекислый газ, самоуширение, крылья спектральных линий
Список литературы:
- Winters B.H., Silverman S., Benedict W.S. Line shape in the wing beyond the band head of the 4.3 mm band of CO2 // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1964. V. 4, N 4. P. 527–537.
- Буланин М.О., Булычев В.П., Гранский П.В., Коузов А.П., Тонков М.В. Исследование функций пропускания СО2 в области полос 4,3 и 15 мкм // Проблемы физики атмосферы. Вып. 13. Л.: Изд. ЛГУ, 1976. С. 14–24.
- Menoux V., LeDoucen R., Boissoles J., Boulet C. Line shape in the low-frequency wing of self- and N2-broadened n3 CO2 lines: Temperature dependence of the asymmetry // Appl. Opt. 1991. V. 30, N 3. P. 281–286.
- Bulanin M.O., Dokuchaev A.B., Tonkov M.V., Filipov N.N. Influence of the line interference on the vibration-rotation band shapes // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1984. V. 31, N 6. P. 521–543.
- Stefani S., Piccioni G., Snels M., Grassi D., Adriani A. Experimental CO2 absorption coefficients at high pressure and high temperature // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 117. P. 21–28.
- Tran H., Boulet C., Stefani S., Snels M., Piccioni G. Measurements and modelling of high pressure pure CO2 spectra from 750 to 8 500 cm–1: I-central and wing regions of the allowed vibrational bands // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2011. V. 112, N 6. P. 925–936.
- Wordsworth R., Forget F., Eymet V. Infrared collision induced and far line absorption in dense CO2 atmospheres // Icarus. 2010. V. 210, iss. 2. P. 992–997.
- Perrin M.Y., Hartmann J.M. Temperature-dependent measurements and modeling of absorption by CO2–N2 mixtures in the far line-wings of the 4.3-mm CO2 band // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1989. V. 42, iss. 4. P. 311–317.
- Burch D.E., Gryvnak D.A. Absorption of infrared radiant energy by CO2 and H2O. V. Absorption by CO2 between 1 100 and 1 835 cm–1 (9.1–5.5 mm) // J. Opt. Soc. Amer. 1971. V. 61, N 4. P. 499–503.
- Burch D.E., Gryvnak D.A., Patty R.R., Bartky Ch.E. Absorption of infrared radiant energy by CO2 and H2O. IV. Shapes of collision-broadened CO2 lines // J. Opt. Soc. Amer. 1969. V. 59, N 3. P. 267–280.
- Lamouroux J., Tran H., Laraia A.L., Gamache R.R., Rothman L.S., Gordon I.E., Hartmann J.-M. Updated database plus software for line-mixing in CO2 infrared spectra and their test using laboratory spectra in the 1.5–2.3 mm region // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2010. V. 111, N 15. P. 2321–2331.
- Ma Q., Tipping R.H. The distribution of density matrices over potential-energy surfaces: Application to the calculation of the far-wing line shapes for CO2 // J. Chem. Phys. 1998. V. 108, N 9. P. 3386–3399.
- Ma Q., Tipping R.H., Boulet C., Bouanich J. Theoretical far-wing line shape and absorption for high-temperature CO2 // Appl. Opt. 1999. V. 38, N 3. P. 599–604.
- Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д. Контур спектральной линии и межмолекулярное взаимодействие. Новосибирск: Наука, 1986. 216 с.
- Творогов С.Д., Несмелова Л.И. Радиационные процессы в крыльях полос атмосферных газов // Изв. АН СССР. Сер. Физ. атмосф. и океана. 1976. T. 12, № 6. C. 627–633.
- Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д. Коэффициент поглощения света в крыле полосы 4,3 мкм СО2 // Изв. вузов. Физ. 1980. Вып. 10. C. 106–107.
- Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д. Спектральное поведение коэффициента поглощения в полосе 4,3 мкм СО2 в широком диапазоне температур и давлений // Оптика атмосф. и океана 1992. Т. 5, № 9. С. 939–946.
- Родимова О.Б. Контур спектральных линий СО2 при самоуширении от центра до далекого крыла // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 9. C. 768–777.
- Bezard B., Fedorova A., Bertaux J.-L., Rodin A., Korablev O. The 1.10- and 1.18-mm nightside windows of Venus observed by SPICAV-IR aboard Venus Express // Icarus. 2011. V. 216, iss. 1. P. 173–183.
- Афанасенко Т.С., Родин А.В. Влияние столкновительного уширения линий на спектр и потоки теплового излучения в нижней атмосфере Венеры // Астрон. вестн. 2005. Т. 39, № 3. С. 1–13.
- Afanasenko T.S., Rodin A.V. Interference of spectral lines in thermal radiation from the lower atmosphere of Venus // Astron. Lett. 2007. V. 33, N 3. P. 203–210.
- Климешина Т.Е., Петрова Т.М., Родимова О.Б., Солодов А.А., Солодов А.М. Поглощение СО2 за кантами полос в области 8 000 см–1 // Оптика атмосф. и океана. 2013. T.26, №11. C.925–931.
- Пономарёв Ю.Н., Петрова Т.М., Солодов А.М., Солодов А.А., Сулакшин С.А. Фурье-спектрометр с 30-метровой многоходовой кюветой для исследования слабых спектров поглощения атмосферных газов // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 8. С. 726–728.
- Ptashnik I.V., Petrova T.M., Ponomarev Yu.N., Shine K.P., Solodov A.A., Solodov A.M. Near infrared water vapour self-continuum at close to room temperature // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 120. P. 23–35.
- Tvorogov S.D., Rodimova O.B. Spectral line shape. I. Kinetic equation for arbitrary frequency detunings // J. Chem. Phys. 1995. V. 102, N 22. P. 8736–8745.
- Bogdanova Yu.V., Rodimova O.B. Line shape in far wings and water vapor absorption in a broad temperature interval // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2010. V. 111, N 15. P. 2298–2307.
- Гордов Е.П., Творогов С.Д. Метод полуклассического представления квантовой теории. Новосибирск: Наука, 1984. 167 с.
- Zwanzig R. Ensemble method in the theory of irreversibility // J. Chem. Phys. 1960. V. 33, N 5. P. 1338–1341.
- Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: Изд-во иностр. лит., 1961. 930 с.
- Войцеховская О.К., Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Сулакшина О.Н., Макушкин Ю.С., Творогов С.Д. Коэффициент поглощения света в крыле полосы 1,4 мкм СО2 // 6-й Всесоюз. симпоз. по распространению лазерного излучения в атмосфере: тезисы докл. Томск, 1981. Ч. 2. С. 16–19.
- Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д., Войцеховская О.К., Макушкин Ю.С., Сулакшина О.Н. Коэффициент поглощения света в крыльях полос углекислого газа в области 2,7 мкм // 6-й Всесоюз. симпоз. по молекулярной спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения: тезисы докл. Томск, 1982. Ч. 2. С. 62–66.
- Несмелова Л.И., Родимова О.Б., Творогов С.Д., Войцеховская О.К., Сулакшина О.Н. Коэффициент поглощения в крыльях полос углекислого газа в спектральном интервале 790–910 см–1 // Изв. вузов. Физ. 1982. Вып. 5. С. 105–108.
- Solodov A.A., Klimeshina T.E., Petrova T.M., Rodimova O.B., Solodov A.M. The CO2 line shape in the far wing in the 8 200–8 300 cm–1 spectral region // 23-nd Colloquium on High Resolution Molecular Spectroscopy. Budapest, 2013. P. 74.
- Le Doucen R., Cousin C., Boulet C., Henry A. Temperature dependence of the absorption in the region beyond the 4.3 mm band of CO2. I: Pure CO2 case // Appl. Opt. 1985. V. 24, N 6. P. 897–906.
- Hartmann J.-M., Boulet C. Line mixing and finite duration of collision effects in pure CO2 infrared spectra: Fitting and scaling analysis // J. Chem. Phys. 1991. V. 94, N 10. P. 6406–6419.