Ученые Института прикладной физики (ИПФ) РАН (Нижний Новгород) в сотрудничестве с Университетским колледжем Лондона разработали метод, который позволит более точно прогнозировать изменения климата на Земле. Об этом ТАСС сообщил один из его авторов, старший научный сотрудник института Николай Зобов.

"Такие спектры [легких молекул] нужны для более точного прогнозирования погоды и климатических изменений на Земле, контроля загрязнений нашей атмосферы, определения химического состава атмосфер экзопланет [планет за пределами нашей Солнечной системы], поиска планет пригодных для жизни или таких, на которых теоретически может быть жизнь", - рассказал Зобов.

По его словам, метод позволяет проводить высокоточные расчеты всевозможных движений важнейших атмосферных молекул (H2O, CO2, O3, NH3, HCN, Н2О2) и рассчитать списки, содержащие миллионы спектральных линий, большинство которых невозможно измерить экспериментально. Подтверждением качества рассчитанных спектров является, то, что они прошли экспертную оценку и включены в общедоступные мировые базы спектроскопических данных.

Одним из основных направлений современной молекулярной спектроскопии, результатами которой пользуются прикладные науки, является именно создание списков спектральных линий поглощения различных малоатомных молекул, добавил исследователь.

"Требования к точности расчета атмосферного поглощения растут с повышением технических возможностей глобального мониторинга атмосферы с помощью действующих (MIPAS, OCO-2, SCISAT-1, ENVISAT и др.) и подготавливаемых спутниковых миссий (TEMPO-8 и др.). Для интерпретации спутниковых измерений нужны списки молекулярных спектральных линий, которые можно найти в открытых спектроскопических базах данных", - отметил ученый.

Для дистанционного зондирования атмосфер планет Солнечной системы и экзопланет создаются специализированные базы данных, для работы с которыми требуются списки спектральных линий из-за необходимости моделирования спектров при высоких температурах вплоть до тысяч градусов. Одним из наиболее известных и достоверных источников спектроскопической информации такого рода является база ExoMol.

Молекулярный спектр для анализа атмосфер солнечной системы и экзопланет состоит из линий, каждая из которых относится к определенной молекуле. Любая атмосфера подразумевает целое множество различных молекул. Например, при исследовании атмосферы Земли чаще всего ученые различают азот N2 и кислород O2, а также воду (Н2О), углекислый газ CO2, озон O3, оксиды азота NO и NO2, угарный газ CO и более редкие примеси такие, как аммиак NH3, метан CH4 и т. д.

Для изучения планет солнечной системы и экзопланет необходимы еще более "экзотичные" молекулы: синильная кислота (HCN), перекись водорода (Н2О2), фосфин (PH3), ацетилен (C2H2), этилен (С2Н4) и другие. Все это молекулы, содержащие не больше пяти-шести атомов, и их спектры можно рассчитывать численными методами на современных суперкомпьютерах. Именно для этой задачи и был создан новый метод.