Journal of Experimental and Theoretical Physics
HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP      
Journal Issues
Golden Pages
About This journal
Aims and Scope
Editorial Board
Manuscript Submission
Guidelines for Authors
Manuscript Status
Contacts


ZhETF, Vol. 160, No. 6, p. 807 (December 2021)
(English translation - JETP, Vol. 133, No. 6, December 2021 available online at www.springer.com )

Закон Кирхгофа в излучении смеси молекулярных газов
Жиляев Д.А., Смирнов Б.М.

Received: July 2, 2021

DOI: 10.31857/S0044451021120051

PDF (894.6K)

Рассмотрено взаимодействие между молекулами разного сорта через создаваемое ими тепловое излучение за счет перекрытия спектральных линий. Это излучение является результатом переходов между колебательными и вращательными состояниями молекул. Показано, что рассматриваемое взаимодействие управляется законом Кирхгофа, согласно которому каждая молекула является одновременно излучателем и поглотителем. Закон Кирхгофа лежит в основе анализа парникового эффекта в атмосфере вместе с данными банка HITRAN, который содержит информацию о параметрах излучательных переходов для многих молекул. В компьютерной программе, лежащей в основе данного анализа, используются излучательные параметры примерно двух тысяч спектральных линий, взятые из банка данных HITRAN. Рассмотренный аспект парникового эффекта в атмосфере Земли связан с изменением потока излучения на поверхность Земли в результате изменения концентрации одной из парниковых компонент. При анализе этой проблемы в рамках универсальных климатологических моделей, которые представляют собой сложные компьютерные программы с учетом основных и второстепенных атмосферных факторов, взаимодействием между парниковыми компонентами через создаваемое ими излучение пренебрегается, т.е. закон Кирхгофа игнорируется. Показано, что в случае, если изменяемой компонентой является углекислый газ, это приводит к ошибке примерно в 5 раз. Если этой компонентой являются молекулы атмосферной воды, это ведет к ошибке в 3 раза. В случае изменения концентрации двуокиси азота это дает завышение потока излучения в 2 раза, а в случае озона изменение потока излучения, создаваемого молекулами озона, а также изменение суммарного потока излучения совпадают. Как следует из проведенного анализа, рассматриваемый эффект связан с положением спектров молекул и скоростью излучательных переходов между состояниями молекул. Это подчеркивает важную роль банка данных HITRAN для решения рассматриваемых проблем.

 
Report problems