用于系外行星大气分子不透明度超快计算的随机采样技术
地球与行星天体物理
2017-11-08 v1 天体物理仪器与方法
摘要
系外行星大气中分子的不透明度依赖于这些分子日益详细的谱线列表。如今可用的谱线列表对于许多物种包含多达数十亿条谱线。计算由压力和温度展宽产生的所有谱线的光谱线型，即 Voigt 线型，正成为一项计算挑战。我们旨在创建一种计算 Voigt 线型的方法，该方法自动将计算时间集中在最强谱线上，同时仍保持大量弱谱线的连续谱贡献。在此，我们概述了一种统计谱线采样技术，该技术能快速且高精度地采样 Voigt 线型。采样数量根据谱线强度和局部光谱线密度进行调整。这自动为强谱线或光谱上孤立的谱线提供了高精度的线型。该谱线采样技术自动保留所有谱线的积分线不透明度，从而以极低的计算成本提供了由大量弱谱线产生的连续谱不透明度。该谱线采样技术在计算线光谱和 correlated-k 表时进行了精度测试。获得了极高速度（在当前标准台式计算机上每个核心每秒约 3.5e5 条谱线）和高精度（几乎处处 < 1 %）的计算结果。文中给出了如何执行计算的详细方案。
引用
@article{arxiv.1710.01997,
title = {Random sampling technique for ultra-fast computations of molecular opacities for exoplanet atmospheres},
author = {Michiel Min},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.01997},
year = {2017}
}
备注
Accepted for publication in A&A