Interférences entre raies spectrales : étude expérimentale et modélisation de l'absorption de Co2 vers 14 μm

par Thierry Huet

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Armand Lévy.

Soutenue en 1988

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    The present investigation was mainly motived by some problems encountered in the calculation of atmospheric transmission, which do not succeed in fitting the observed data More specifically, we performed both an experimental investigation and a modeling of the absorption of CO2 ,around the Q branch located at 14 µm, laying stress on the importance of line coupling effects. A tunable diode laser mounting was used, allowing resolution of 1. 10-3 cm-1 or better. This enabled us to measure accurately the individual intensities and widths of lines in this Q branch. Then the absorption profile has been systematicaly measured as a function of pressure, and the departure fom the lorentzien model clearly pointed out. Ln order to account for the observed absorption, we were therefore led to include in the calculation the line-coupling coefficients ( usually disregarded in the Lorentzien model). This requires the calculation of the off-diagonal elements of the diffusion matrix. For this purpose, the only tractable procedure is to use a "scaling-law" approach. The obtained values allowed us to obtain quite excellent agreement with the experiment data.

  • Titre traduit

    Line-mixing effects : experimental study and modelling of the Co2 absorption near 14 μm


  • Résumé

    Les problèmes liés au calcul de la transmission spectrale terrestre ont été à l'origine de cette étude : quels que soient les types de modélisation utilisés, ceux-ci butent sur l'impossibilité fondamentale à rendre compte des observations dans certaines des régions spectrales concernées. Ce travail, entrepris à la fois sur un plan expérimental et théorique, a donc consisté à modéliser l'absorption infrarouge de C02 dans la région de 14 µm. Dans cette région, la nécessité de tenir compte des effets d'interférence entre raies a été clairement mise en évidence, notamment dans la zone de la branche "Q" de la transition 10°← 0110 située à 720 cm-1. La technique expérimentale adoptée a été la spectroscopie par diodes laser accordables qui permet d'atteindre des résolutions voisines de 1. 10-3 cm-1. Nous avons ainsi pu mesurer avec précision les intensités et les coefficients d'élargissement des raies de cette branche. Nous avons ensuite effectué une série d'enregistrements pour observer l'évolution du profil d'absorption en fonction de la pression, et mettre en évidence les effets de non-additivité des profils. A partir de ces données expérimentales "haute pression" ainsi que des paramètres individuels de raies précédemment mesurés, un essai de modélisation théorique a été entrepris afin de rendre compte des écarts au profil de Lorentz usuellement adopté dans les modèles de reconstitution des profils spectraux. Cette modélisation requiert le calcul des éléments matriciels non-diagonaux de la matrice représentant l'opérateur de diffusion. Dans l'état actuel de la théorie, un calcul à priori de ces éléments est impraticable. On a donc adopté un modèle du type " loi d'échelle " qui a donné des résultats tout à fait satisfaisants.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (229 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
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  • Cote : 0g ORSAY(1988)376
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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-035224
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