[发明专利]一种水分子吸收系数的温度校正方法

说明书

一种水分子吸收系数的温度校正方法，该方法包括：通过多项式插值的方法，求得296K处的水分子配分函数的值与预设温度T处的水分子配分函数的值的比例K₁；对每一条吸收谱线(假设编号为i)，计算下述比例K₂[i]，用来补偿由于设定温度T不同于参比温度296K而引起的变化，即：(1)处于基态能级上的水分子的比例变化；(2)与该条吸收谱线相关的基态与激发态能级上的水分子比例差的变化。结合该水分子吸收系数的温度校正方法，可以实现在无需使用很高分辨率的光谱仪的情况下，有效地获得不同温湿度及压力条件下水分子的吸收光谱，从而可以为诸如腔增强吸收光谱技术等提供标准的水分子吸收光谱以用于水分子的浓度反演。

技术领域

本申请涉及环境监测领域，尤其涉及一种水分子吸收系数的温度校正方法。

背景技术

在环境监测领域中，获取水分子吸收光谱对于水分子的浓度反演至关重要。然而，由于水分子的吸收谱线间距较大，重叠少，其吸收截面随波长的变化非常快，因此要通过实验室测量水分子的完整的吸收光谱，需要使用分辨率极高的光谱仪，从技术上来说实现较为困难。而且，由于环境温湿度、压力(如开展垂直廓线观测时，气压随高度快速变化)变化范围大，要在实验室测定水分子的标准吸收光谱，往往需要在很多个不同的温度、压力的组合下完成，工作量大。

发明内容

本申请实施例公开的一种水分子吸收系数的温度校正方法，结合该水分子吸收系数的温度校正方法，可以实现在无需使用很高分辨率的光谱仪的情况下，有效地获得不同温湿度及压力条件下水分子的吸收光谱，从而可以为诸如腔增强吸收光谱技术等提供标准的水分子吸收光谱以用于水分子的浓度反演。

本申请实施例公开一种水分子吸收系数的温度校正方法，包括：

通过多项式插值的方法，求得296K处的水分子配分函数的值与预设温度T处的水分子配分函数的值的比例K₁，记为：

对每一条吸收谱线，计算下述比例K₂[i]，用来补偿由于设定温度T不同于参比温度296K而引起的变化，即：(1)处于基态能级上的水分子的比例变化；(2)基态与激发态能级上的水分子比例差的变化；

其中，

T：气体温度，以摄氏度为单位；

v_c[i]：第i条水分子吸收谱线的中心波数；

E[i]：第i条水分子吸收谱线的对应的基态能级的能量；

h：为普朗克常数；

c：为光速；

k：为玻尔兹曼常数。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例中，结合该水分子吸收系数的温度校正方法，可以实现在无需使用很高分辨率的光谱仪的情况下，有效地获得不同温湿度及压力条件下水分子的吸收光谱，从而可以为诸如腔增强吸收光谱技术等提供标准的水分子吸收光谱，从而可以为腔增强吸收光谱技术提供标准的水分子吸收光谱以用于水分子的浓度反演。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种大气分子检测系统的原理图；

图2为本申请实施例公开的一种光腔结构的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的一种大气分子检测方法的流程示意图；