Том 34, номер 11, статья № 3

Маринина А. А., Борков Ю. Г., Петрова Т. М., Солодов А. М., Солодов А. А., Перевалов В. И. Спектр поглощения углекислого газа в диапазоне 4350–4550 см-1. // Оптика атмосферы и океана. 2021. Т. 34. № 11. С. 849–855. DOI: 10.15372/AOO20211103.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Спектр поглощения естественного образца углекислого газа в диапазоне 4350–4550 см-1 был зарегистрирован с помощью Фурье-спектрометра Bruker IFS 125HR, сопряженного с многоходовой 30-метровой газовой кюветой, оснащенной оптической системой Уайта. Регистрация спектра выполнена с разрешением 0,02 см-1 при температуре 301,7 К, давлении газа 306 мбар и длине оптического пути в 1058 м. Достигнута чувствительность, позволившая зарегистрировать спектральные линии с интенсивностью 10-28 см-1/(мол. × см-2). Измерены центры и интенсивности 453 спектральных линий 17 полос 5 изотопологов углекислого газа: 12C16O2, 13C16O2, 16О12C18O, 16О13C18O и 16О13C17O. Полосы 33303–02201, 41104–02201, 41104–10002 основного изотополога 12C16O2 и полосы 31103–00001 изотопологов 13C16O2 и 16О12C18O зарегистрированы впервые. Проведено сравнение измеренных центров и интенсивностей спектральных линий со значениями, представленными в базе данных HITRAN2020.

Ключевые слова:

углекислый газ, изотопические модификации, спектр высокого разрешения, параметры спектральных линий, база данных HITRAN2020

Список литературы:

1. Taylor F.W., Crisp D., Bézard B. Near-infrared sounding of the lower atmosphere of Venus / S.W. Bougher, D.M. Hunten, R.J. Phillips (eds.) // Venus II: Geology, Geophysics, Atmosphere, And Solar Wind Environment. Tucson: University of Arizona Press, 1997. P. 325–351.
2. Marcq E., Bézard B., Drossart P., Piccioni G., Reess J.M., Henry F. A latitudinal survey of CO, OCS, H2O, and SO2 in the lower atmosphere of Venus: Spectroscopic studies using VIRTIS-H // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. P. E00B07.
3. Marcq E., Encrenaz T., Bézard B., Birlan M. Remote sensing of Venus’ lower atmosphere from ground-based IR spectroscopy: Latitudinal and vertical distribution of minor species // Planet Space Sci. 2006. V. 54. P. 1360–1370.
4. 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., Perrin A., Shine K.P., Smith M.A.H., Tyuterev V.G., Barbe A., Cané E., Császár A.G., 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., Kleiner I., Kofman V., Kwabia-Tchana F., 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., Tóbi R., Leéas T.J., 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. 2021. (в печати).
5. Mandin J.Y. Interpretation of the CO2 absorption bands observed in the Venus infrared spectrum between 1 and 2.5 mm // J. Mol. Spectrosc. 1977. V. 67. P. 304–321.
6. Giver L.P., Kshirsagar J., Freedman R.S., Chackerian C.Jr. Line intensity and position measurements and derived band parameters of the 31103–00001 12C16O2 band and its two nearby hot bands // The 5th HITRAN Conf., 23–25 June 1998, Hanscom AFB, Massachusetts. P. 30–31.
7. Giver L.P., Chakerian Jr.C. Rovibrational intensities for the (3110)IV–(0000) band of 12C16O2 at 4416 cm-1 // J. Mol. Spectrosc. 1999. V. 148. P. 80–85.
8. Ding Y., Macko P., Romanini D., Perevalov V.I., Tashkun S.A., Teffo J.L., Hu S.M., Campargue A. High sensitivity cw-cavity ringdown and Fourier transform absorption spectroscopies of 13CO2 // J. Mol. Spectrosc. 2004. V. 226. P. 146–160.
9. Miller C.E., Montgomery M.A., Onorato R.M., Johstone C., McNicholas T.P., Kovaric B., Brown L.R. Near infrared spectroscopy of carbon dioxide. II. 16O13C16O and 16O13C18O line positions // J. Mol. Spectrosc. 2004. V. 228. P. 355–374.
10. Garnache A., Liu A., Cerutti L., Campargue A. Intracavity laser absorption spectroscopy with a vertical external cavity surface emitting laser at 2.3 mm: Application to water and carbon dioxide // Chem. Phys. Lett. 2005. V. 416. P. 22–27.
11. Toth R.A., Brown L.R., Miller C.E., Malathy Devi V., Benner D.C. Line strengths of 12CO2: 4540–000 cm-1 // J. Mol. Spectrosc. 2006. V. 239. P. 221–242.
12. Borkov Y.G., Jacquemart D., Lyulin O.M., Tashkun S.A., Perevalov V.I. Infrared spectroscopy of 17O- and 18O-enriched carbon dioxide: Line positions and intensities in the 3200–4700 cm-1 region. Global modeling of the line positions of the 16O12C17O // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2014. V. 137. P. 57–76.
13. Vasilchenko S., Konefal M., Mondelain D., Kassi S., Čermák P., Tashkun S.A., Perevalov V.I., Campargue A. The CO2 absorption spectrum in the 2.3 mm transparency window by high sensitivity CRDS: (I) Rovibrational lines // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2016. V. 184. P. 233–240.
14. Tashkun S.A., Perevalov V.I., Gamache R.R., Lamouroux J. CDSD-296, high-resolution carbon dioxide spectroscopic databank: An update // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2019. V. 228. P. 124–131.
15. Zak E., Tennyson J., Polyansky O.L., Lodi L., Zobov N.F., Tashkun S.A., Perevalov V.I. A room temperature CO2 line list with ab initio computed intensities // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2016. V. 177. P. 31–42.
16. Zak E., Tennyson J., Polyansky O.L., Lodi L., Zobov N.F., Tashkun S.A., Perevalov V.I. Room temperature line lists for CO2 asymmetric isotopologues with ab initio computed intensities // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2017. V. 203. P. 265–281.
17. Zak E., Tennyson J., Polyansky O.L., Lodi L., Zobov N.F., Tashkun S.A., Perevalov V.I. Room temperature linelists for CO2 symmetric isotopologues with ab initio computed intensities // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2017. V. 189. P. 267–80.
18. Trokhimovskiy A., Perevalov V., Korablev O., Fedorova A., Olsen K.S., Bertaux J.L., Patrakeev A., Shakun A., Montmessin F., Lefèvre F., Lukashevskaya A. First observation of the magnetic dipole CO2 absorption band at 3.3 mm in the atmosphere of Mars by ExoMars Trace Gas Orbiter ACS instrument // Astron. Astrophys. 2020. V. 639. P. A142.
19. Perevalov V.I., Trokhimovskiy A.Yu., Lukashevskaya A.A., Korablev O.I., Fedorova A.A., Montmessin F. Magnetic dipole and quadrupole absorption in carbon dioxide // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2021. V. 259. P. 107408.
20. Borkov Yu.G., Solodov A.M., Solodov A.A., Perevalov V.I. Line intensities of the 01111–00001 magnetic dipole absorption band of 12C16O2: Laboratory measurements // J. Mol. Spectrosc. 2021. V. 376. P. 111418.
21. Fleurbaey H., Grilli R., Mondelain D., Kassi S., Yachmenev A., Yurchenko S.N., Campargue A. Electric-quadrupole and magnetic-dipole contributions to the n2 + n3 band of carbon dioxide near 3.3 mm // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2021. V. 266. P. 107558.
22. 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.
23. Li J., Durry G., Cousin J., Joly L., Parvitte B., Zeninari V. Self-induced pressure shift and temperature dependence measurements of CO2 at 2.05 mm with a tunable diode laser spectrometer // Spectrochim. Acta. Part A. 2012. V. 85. P. 74–78.