一种用于辐射传输计算的谱线跃迁数据压缩算法
地球与行星天体物理
2017-11-29 v1 天体物理仪器与方法
摘要
分子谱线跃迁列表是辐射传输计算的基本要素。随着近期数据库的谱线数量突破十亿大关，由于所需的处理能力和内存，处理这些数据在计算上已变得不可行。在此，我提出一种依赖于温度的算法，将强线跃迁与弱线跃迁分离，将绝大多数弱线重新格式化为截面数据文件，并保留少数强线的详细逐线信息。对于 0.3--30 {\micron} 范围内的任何给定分子，该算法将谱线数量减少到几百万条，从而在不显著丢失信息的情况下实现更快的辐射传输计算。最终压缩率取决于光谱的密集程度。我通过比较 Exomol 的 HCN 消光系数光谱在完整（6500 万条谱线跃迁）和压缩（770 万条）谱线列表之间的差异来验证该算法。在 0.6--33 {\micron} 范围内，消光系数值的平均差异小于 1\%。该算法的 Python/C 实现是开源的，可在 https://github.com/pcubillos/repack 获取。目前，此代码支持 Exomol 和 HITRAN 谱线跃迁格式。
引用
@article{arxiv.1710.02556,
title = {An Algorithm to Compress Line-transition Data for Radiative-transfer Calculations},
author = {Patricio Cubillos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.02556},
year = {2017}
}
备注
Accepted for publication in ApJ