✖


Jump to content

ХИТРАН

Логотип HITRAN, обозначающий архивирование молекулярных переходов.

База данных молекулярной спектроскопии HITRAN (аббревиатура от « с высоким разрешением Пропускание ») представляет собой сборник спектроскопических параметров, используемых для моделирования и анализа прохождения и излучения света в газообразных средах с упором на планетарные атмосферы. Знание спектроскопических параметров переходов между уровнями энергии в молекулах (и атомах) необходимо для интерпретации и моделирования взаимодействия излучения (света) в различных средах.

На протяжении полувека HITRAN считается международным стандартом, предоставляющим пользователю рекомендуемые значения параметров для миллионов переходов различных молекул. HITRAN включает в себя как экспериментальные, так и теоретические данные, собранные из всемирной сети авторов, а также из статей, книг, трудов, баз данных, диссертаций, отчетов, презентаций, неопубликованных данных, находящихся в стадии подготовки статей и частных сообщений. Затем основные усилия направляются на оценку и обработку спектроскопических данных. Один переход в HITRAN имеет множество параметров, включая стандартный 160-байтовый формат фиксированной ширины, используемый с HITRAN2004. [1] По возможности полученные данные сверяются с точными лабораторными данными. [2]

Первоначальная версия HITRAN была составлена ​​Кембриджскими исследовательскими лабораториями ВВС США (1960-е годы) для обеспечения возможности наблюдения за военными самолетами, обнаруженными в земной атмосфере. [2] Одним из первых применений HITRAN была программа под названием «Измерение атмосферной радиации» (ARM) для Министерства энергетики США. [2] В рамках этой программы спектральные измерения атмосферы проводились по всему земному шару, чтобы лучше понять баланс между лучистой энергией , которая достигает Земли от Солнца, и энергией, которая течет от Земли обратно в космос. [2] Министерство транспорта США также использовало HITRAN на заре своего существования для мониторинга выбросов газов (NO, SO 2 , NO 2 ) сверхзвуковых транспортных средств, летающих на большой высоте. [2] HITRAN впервые стал общедоступным в 1973 году. [3] и сегодня существует множество текущих и будущих спутниковых миссий НАСА, которые включают HITRAN. [2] Одной из миссий НАСА, в настоящее время использующих HITRAN, является Орбитальная углеродная обсерватория (OCO), которая измеряет источники и поглотители CO 2 в глобальной атмосфере. [2] HITRAN — это бесплатный ресурс, который в настоящее время поддерживается и развивается в Центре астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт , Кембридж, Массачусетс, США ( CFA/HITRAN ).

Это изображение представляет собой свет, собираемый через призму на архивный носитель, в данном случае на «розеттский» камень (абстракция HITRAN) с отпечатком спектров, параметров и т. д.

HITRAN является мировым стандартом для расчета или моделирования атмосферной молекулярной передачи и излучения от микроволнового до ультрафиолетового диапазона спектра. [4] База данных HITRAN официально публикуется раз в четыре года, а обновления публикуются в последующие годы на сайте HITRAN онлайн . Вместе с последней версией базы данных HITRAN опубликована новая журнальная статья, и пользователям настоятельно рекомендуется использовать самую последнюю версию. [5] За всю историю HITRAN насчитывалось около 50 000 уникальных пользователей базы данных, а в последние годы в HITRAN онлайн зарегистрировано более 24 000 пользователей . есть обучающие материалы YouTube, в которых -странице HITRAN На онлайн можно ответить на часто задаваемые вопросы пользователей. [2]

Рассчитаны спектры пропускания через четыре ячейки образца, содержащие одну атмосферу каждой молекулы при 296 К с соответствующей длиной пути. Спектры рассчитаны с использованием базы данных HITRAN2016 и библиотек Python HAPI. Предоставлено: Команда HITRAN.
Данные доступны из HITRAN
Построчные переходы
Сечения поглощения
Поглощение, вызванное столкновением
Аэрозольные показатели преломления
ХИТЕМП
Дополнительные данные для расчетов переноса излучения [4]

Построчно

[ редактировать ]

Текущая версия HITRAN2020 содержит 55 молекул в построчной части HITRAN вместе с некоторыми из их наиболее значимых изотопологов (всего 144 изотополога). [5] Эти данные архивируются как множество линейных переходов с высоким разрешением, каждый из которых содержит множество спектральных параметров, необходимых для моделирования с высоким разрешением.

На этом изображении показано количество построчных переходов внутри HITRAN за год. Значения AFGL представляют собой параметры линии поглощения атмосферы. AFGL — это аббревиатура от Каталога геофизических лабораторий ВВС, который был предшественником HITRAN. Предоставлено: Команда HITRAN.

Сечения поглощения

[ редактировать ]

Помимо традиционных построчных спектроскопических параметров поглощения, в базе данных HITRAN содержится информация о сечениях поглощения, где построчные параметры отсутствуют или являются неполными. Обычно HITRAN включает сечения поглощения тяжелых многоатомных молекул (с низколежащими колебательными модами), которые трудно поддаются детальному анализу из-за высокой плотности спектральных полос/линий, эффектов уширения, изомеризации и общей сложности моделирования. [6] В текущей редакции базы данных, представленной в виде файлов поперечных сечений, содержится 327 видов молекул. Файлы поперечных сечений предоставляются в формате HITRAN, описанном на официальном сайте HITRAN ( http://hitran.org/docs/cross-sections-definitions/ ).

Поглощение, вызванное столкновениями

[ редактировать ]

Компиляция HITRAN также обеспечивает поглощение, вызванное столкновениями (CIA). [7] впервые был представлен в HITRAN в выпуске 2012 года. [8] CIA относится к поглощению переходными электрическими диполями, вызванным взаимодействием между сталкивающимися молекулами. Инструкции по доступу к файлам данных ЦРУ можно найти на HITRAN/CIA .

Аэрозольные показатели преломления

[ редактировать ]

HITRAN2020 также имеет раздел показателей преломления аэрозолей с данными в видимом, инфракрасном и миллиметровом спектральных диапазонах многих типов облаков и аэрозольных частиц. Знание показателей преломления аэрозолей и облачных частиц и их распределения по размерам необходимо для уточнения их оптических свойств. [9]

ХИТЕМП

[ редактировать ]

HITEMP — база данных молекулярной спектроскопии, аналог HITRAN, для высокотемпературного моделирования спектров молекул в газовой фазе. [10] HITEMP охватывает гораздо больше полос и переходов, чем HITRAN для восьми поглотителей: H 2 O, CO 2 , N 2 O, CO, CH 4 , NO, NO 2 и OH. [10] [11] [12] Из-за чрезвычайно большого количества переходов, необходимых для высокотемпературного моделирования, было необходимо предоставить данные HITEMP в виде отдельных файлов по отношению к данным HITRAN. Списки строк HITEMP сохраняют тот же 160-символьный формат, который использовался для более ранних выпусков HITRAN. [10] [1] Существует множество применений данных HITEMP, некоторые примеры включают термометрию высокотемпературных сред, [13] анализ процессов горения, [14] и моделирование спектров атмосфер Солнечной системы, [15] экзопланеты, [16] коричневые карлики, [17] и звезды. [18]

ШАГ

[ редактировать ]

Была разработана библиотека Python HAPI ( ITRAN ) программирования H интерфейс прикладного , . которая служит инструментом для расчетов поглощения и пропускания, а также сравнения наборов спектроскопических данных HAPI расширяет функционал основного сайта, в частности, для расчета спектров с использованием нескольких типов расчета формы линий, включая гибкий профиль HT (Hartmann-Tran). Эту форму линии HT также можно свести к ряду обычных профилей линий, таких как гауссовский (доплеровский), лоренцев, фойгтовский, раутиан, зависящий от скорости фойгтовский и зависящий от скорости раутиан. Помимо учета давления, температуры и длины оптического пути пользователь может включить ряд инструментальных функций для моделирования экспериментальных спектров. HAPI может учитывать расширение линий из-за смесей газов, а также использовать все параметры расширения, предоставляемые HITRAN. Сюда входят традиционные уширители (воздух, самостоятельный), а также дополнительные параметры для расширения CO 2 , H 2 O, H 2 и He. [19] В текущей версии №1 HAPI можно рассчитать следующие спектральные функции: [20]

  • коэффициент поглощения
  • спектр поглощения
  • спектр пропускания
  • спектр излучения [20]

HAPIEST (аббревиатура от HITRAN , Application Programming Interface графический позволяющий и Efficient HITRAN Spectroscope Tools из ) — это пользовательский интерфейс, пользователям получать доступ к некоторым функциям, предоставляемым HAPI, без каких-либо знаний программирования на Python, включая загрузку данных и построение спектров и сечений. Исходный код HAPIEST доступен на GitHub (HAPIEST) вместе с двоичными дистрибутивами для Mac и ПК.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б Ротман, Лоуренс С.; Жакмар, Д.; Барбе, А.; Крис Беннер, Д.; Бирк, М.; Браун, ЛР; Карлир, MR; Чакериан, К.; Шанс, К.; Кудерт, Л.Х.; Дана, В.; Деви, В.М.; Флод, Ж.-М.; Гамаш, РР; Гольдман, А.; Хартманн, Ж.-М.; Джакс, КВ; Маки, АГ; Манден, Ж.-Ю.; Мэсси, Северная Каролина; Орфал, Дж.; Перрин, А.; Ринсланд, CP; Смит, Массачусетс; Теннисон, Дж.; Толченов, Р.Н.; Тот, РА; Вандер Аувера, Дж.; Варанаси, П.; Вагнер, Г. (2005). «База данных молекулярной спектроскопии HITRAN 2004» . Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 96 (2): 139–204. Бибкод : 2005JQSRT..96..139R . дои : 10.1016/j.jqsrt.2004.10.008 .
  2. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Ротман, Лоуренс С. (2021). «История базы данных HITRAN». Обзоры природы Физика . 3 (5): 302–304. Бибкод : 2021НатРП...3..302Р . дои : 10.1038/s42254-021-00309-2 . S2CID   233527113 .
  3. ^ Макклатчи Р.А., Бенедикт В.С., Клаф С.А. и др., «Сборник параметров линий атмосферного поглощения AFCRL», AFCRL-TR-73-0096, Документы по экологическим исследованиям, № 434, Лаборатория оптической физики, Кембриджские исследовательские лаборатории ВВС (1973) .
  4. ^ Перейти обратно: а б «Данные HITRANonline: дополнительные» .
  5. ^ Перейти обратно: а б Гордон, IE; Ротман, Л.С.; Харгривз, Р.Дж.; Хашеми, Р.; Карловец, Е.В.; Скиннер, FM; Конвей, ЕК; Хилл, К.; Кочанов Р.В.; Тан, Ю.; Вчисло, П.; Финенко А.А.; Нельсон, К.; Бернат, ПФ; Бирк, М.; Будон, В.; Кампарг, А.; Шанс, КВ; Кустенис, А.; Друэн, Би Джей; Флуд, Ж.-М.; Гамаш, РР; Ходжес, Джей Ти; Жакмар, Д.; Млавер, Э.Дж.; Никитин А.В.; Перевалов В.И.; Ротгер, М.; Теннисон, Дж.; Тун, GC; Тран, Х.; Тютерев В.Г.; Адкинс, Э.М.; Бейкер, А.; Барбе, А.; Кане, Э.; Часар, АГ; Дударёнок А.; Егоров О.; и др. (2022). «База данных молекулярной спектроскопии HITRAN2020» . Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 277 : 107949. Бибкод : 2022JQSRT.27707949G . дои : 10.1016/j.jqsrt.2021.107949 . hdl : 11585/839395 .
  6. ^ Гордон, IE; Ротман, Л.С.; Хилл, К.; Кочанов Р.В.; Тан, Ю.; Бернат, ПФ; Бирк, М.; Будон, В.; Кампарг, А.; Шанс, КВ; Друэн, Би Джей; Флуд, Ж.-М.; Гамаш, РР; Ходжес, Джей Ти; Жакмар, Д.; Перевалов В.И.; Перрин, А.; Шайн, КП; Смит, М.-АХ; Теннисон, Дж.; Тун, GC; Тран, Х.; Тютерев В.Г.; Барбе, А.; Часар, АГ; Деви, В.М.; Фуртенбахер, Т.; Харрисон, Джей-Джей; Хартманн, Ж.-М.; и др. (2017). «База данных молекулярной спектроскопии HITRAN2016» . Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 203 : 3–69. Бибкод : 2017JQSRT.203....3G . дои : 10.1016/j.jqsrt.2017.06.038 .
  7. ^ Карман, Тиджс; Гордон, Юли Э.; Ван дер Эвоирд, реклама; Баранов Юрий И.; Буле, Кристиан; Друин, Брайан Дж.; Грененбум, Геррит К.; Густафссон, Магнус; Хартманн, Жан-Мишель; Куруц, Роберт Л.; Ротман, Лоуренс С.; Сунь, Канг; Сун, Киюн; Талман, Райан; Тран, Ха; Вишноу, Эдвард Х.; Вордсворт, Робин; Вигасин Андрей А.; Волкамер, Райнер; Ван дер Занде, Вим Дж. (2019). «Обновление раздела поглощения, вызванного столкновением HITRAN». Икар . 328 : 160–175. Бибкод : 2019Icar..328..160K . дои : 10.1016/J.ICARUS.2019.02.034 . hdl : 2066/204360 . S2CID   111387566 .
  8. ^ Ричард, К.; Гордон, IE; Ротман, Л.С.; Абель, М.; Фроммхольд, Л.; Густафссон, М.; Хартманн, Ж.-М.; Херманс, К.; Лафферти, WJ; Ортон, Г.С.; Смит, К.М.; Тран, Х. (2012). «Новый раздел базы данных HITRAN: Поглощение, вызванное столкновениями (CIA)». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 113 (11): 1276–1285. Бибкод : 2012JQSRT.113.1276R . дои : 10.1016/j.jqsrt.2011.11.004 .
  9. ^ Ротман, Л.С.; Гордон, IE; Бабиков Ю.; Барбе, А.; Крис Беннер, Д.; Бернат, ПФ; Бирк, М.; Биццокки, Л.; Будон, В.; Браун, ЛР; Кампарг, А.; Шанс, К.; Коэн, Э.А.; Кудерт, Л.Х.; Деви, В.М.; Друэн, Би Джей; Файт, А.; Флод, Ж.-М.; Гамаш, РР; Харрисон, Джей-Джей; Хартманн, Ж.-М.; Хилл, К.; Ходжес, Джей Ти; Жакмар, Д.; Джолли, А.; Ламуру, Ж.; Ле Рой, Р.Дж.; Ли, Г.; Лонг, Д.А.; и др. (2013). «База данных молекулярной спектроскопии HITRAN2012» . Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 130 : 4–50. Бибкод : 2013JQSRT.130....4R . дои : 10.1016/j.jqsrt.2013.07.002 .
  10. ^ Перейти обратно: а б с Ротман, Л.С.; Гордон, IE; Барбер, Р.Дж.; Доте, Х.; Гамаш, РР; Гольдман, А.; Перевалов В.И.; Ташкун, С.А.; Теннисон, Дж. (2010). «HITEMP, база данных высокотемпературной молекулярной спектроскопии». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 111 (15): 2139–2150. Бибкод : 2010JQSRT.111.2139R . дои : 10.1016/j.jqsrt.2010.05.001 .
  11. ^ Харгривз, Роберт Дж.; Гордон, Юли Э.; Рей, Майкл; Никитин Андрей Владимирович; Тютерев Владимир Георгиевич; Кочанов Роман В.; Ротман, Лоуренс С. (2020). «Точный, обширный и практичный список метана для базы данных HITEMP» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 247 (2): 55. arXiv : 2001.05037 . Бибкод : 2020ApJS..247...55H . дои : 10.3847/1538-4365/ab7a1a . S2CID   210718603 .
  12. ^ Харгривз, Роберт Дж.; Гордон, Юли Э.; Ротман, Лоуренс С.; Ташкун, Сергей А.; Перевалов Валерий Иванович; Лукашевская Анастасия А.; Юрченко Сергей Н.; Теннисон, Джонатан; Мюллер, Хольгер С.П. (2019). «Параметры спектроскопических линий NO, NO 2 и N 2 O для базы данных HITEMP». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 232 : 35–53. arXiv : 1904.02636 . Бибкод : 2019JQSRT.232...35H . дои : 10.1016/j.jqsrt.2019.04.040 . S2CID   102353423 .
  13. ^ Пинковски, Николас Х.; Бисвас, Пуджан; Шао, Цзянькунь; Стрэнд, Кристофер Л.; Хэнсон, Рональд К. (2021). «Термометрия и методология пиролиза метана при высоких температурах и давлениях с использованием ударных трубок и двухгребенчатой ​​спектроскопии». Измерительная наука и технология . 32 (12): 125502. Бибкод : 2021MeScT..32l5502P . дои : 10.1088/1361-6501/ac22ef . S2CID   238246785 .
  14. ^ Спиррин, РМ; Гольденштейн, CS; Джеффрис, Дж.Б.; Хэнсон, РК (2013). «Оптоволоконный датчик лазерного поглощения 2,7 мкм для CO 2 в суровых условиях горения». Измерительная наука и технология . 24 (5): 055107. Бибкод : 2013MeScT..24e5107S . дои : 10.1088/0957-0233/24/5/055107 . S2CID   99625680 .
  15. ^ Хаус, Р.; Каппель, Д.; Арнольд, Г. (2013). «Самосогласованное восстановление профилей температуры и структуры облаков в северном полушарии Венеры с использованием радиационных измерений VIRTIS/VEX и PMV/VENERA-15». Планетарная и космическая наука . 89 : 77–101. Бибкод : 2013P&SS...89...77H . дои : 10.1016/j.pss.2013.09.020 .
  16. ^ Джейкоб, Пол; Броги, Маттео; Ганди, Сиддхарт; Кубильос, Патрисио Э.; Бономо, Альдо С.; Соццетти, Алессандро; Фоссати, Лука; Гийюи, Глория; Карлео, Илария; Райнер, Моника; Арутюнян, Авет; Сумка, Франческо; Пино, Лоренцо; Нашимбени, Валерио; Бенатти, Серена; Бьяццо, Катя; Биньямини, Андреа; Чабб, Кэти Л.; Клауди, Риккардо; Косентино, Росарио; Ковино, Эльвира; Дамассо, Марио; Желание, Сильвано; Фьоренцано, Альдо Ф.~М.; Гедина, Адриано; Ланца, Антонино Ф.; Лето, Джозеф; Мэй, Антонио; Малаволта, Лука; и др. (2021). «Пять видов, содержащих углерод и азот, в атмосфере горячей планеты-гиганта». Природы . 592 (7853): 205–208. arXiv : 2104.03352 . Бибкод : 2021Natur.592..205G . дои : 10.1038/s41586-021-03381-x . ПМИД   33828321 . S2CID   233181895 .
  17. ^ Бейли, Джереми; Кедзиора-Чудчер, Люцина (2012). «Моделирование спектров планет, коричневых карликов и звезд с помощью VSTAR». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 419 (3): 1913–1929. arXiv : 1109.3748 . Бибкод : 2012MNRAS.419.1913B . дои : 10.1111/j.1365-2966.2011.19845.x . S2CID   118601237 .
  18. ^ Павленко Яков В.; Юрченко Сергей Н.; Теннисон, Джонатан (2020). «Анализ первых обертонных полос изотопологов CO и SiO в звездных спектрах». Астрономия и астрофизика . 633 : А52. arXiv : 1911.12326 . Бибкод : 2020A&A...633A..52P . дои : 10.1051/0004-6361/201936811 . S2CID   208310051 .
  19. ^ Вильжевски, Йонас С.; Гордон, Юли Э.; Кочанов Роман В.; Хилл, Кристиан; Ротман, Лоуренс С. (2016). «Коэффициенты уширения линий H 2 , He и CO 2 , сдвиги давления и показатели зависимости от температуры для базы данных HITRAN. Часть 1: SO 2 , NH 3 , HF, HCL, OCS и C 2 H 2 ». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 168 : 193–206. Бибкод : 2016JQSRT.168..193W . дои : 10.1016/j.jqsrt.2015.09.003 .
  20. ^ Перейти обратно: а б Кочанов Р.В.; Гордон, IE; Ротман, Л.С.; Вчисло, П.; Хилл, К.; Вильжевский, Дж. С. (2016). «Интерфейс прикладного программирования HITRAN (HAPI): комплексный подход к работе со спектроскопическими данными». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 177 : 15–30. Бибкод : 2016JQSRT.177...15K . дои : 10.1016/j.jqsrt.2016.03.005 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=HITRAN&oldid=1194510119"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1e4bc70d7e09342902b070d9f3305812__1704782640
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1e/12/1e4bc70d7e09342902b070d9f3305812.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
HITRAN - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)