"16O12C16O(626)高精度光谱数据集：验证跃迁与经验振动转动能级的全面解析及其在环境与天文研究中的应用"

编辑推荐：研究团队通过整合143篇文献中的44,828条实验跃迁数据，构建了16O12C16O(626)同位素体的验证数据集626M24，包含22,218条独特跃迁和8,268个经验振动转动能级。该研究解决了现有光谱数据库(CDSD-296、HITRAN2020等)的精度不足问题，为地球大气CO2监测、系外行星大气分析及星际分子云研究提供了关键数据支持，相关成果已发表于《Scientific Data》。

　　在气候变化监测和星际化学研究中，二氧化碳(CO₂)的光谱特征如同分子"指纹"般至关重要。然而现有光谱数据库存在两个关键瓶颈：一是实验跃迁数据的精度参差不齐，二是高激发态能级信息缺失。这直接影响了从地球大气碳循环研究到火星探测器数据分析的可靠性。约旦大学、伦敦大学学院和匈牙利罗兰大学的研究团队历时多年攻关，通过整合1932-2024年间143项研究的实验数据，构建了迄今最完整的16O12C16O(626)同位素体光谱数据集。

研究采用三大核心技术方法：(1)MARVEL 4.0算法网络，通过构建包含8268个节点的光谱网络(SN)验证数据一致性；(2)多数据库交叉验证，对比CDSD-296、NASA Ames-2021和HITRAN2020的28万条谱线；(3)AFGL振动态描述体系，处理CO₂复杂的Fermi共振效应。样本数据覆盖42.9-14,076 cm^-1波数范围，包含来自OCO-2卫星、TCCON地面观测网等平台的测量结果。

研究结果部分显示：

1. 数据验证：通过368条问题跃迁的剔除（如00TaPeTeLe107源数据整体弃用），使能量值不确定度与实验误差匹配。图1揭示测量精度跨越8个数量级（10^-9-10^-1 cm^-1）。
2. 数据库对比：与CDSD-296的均方根偏差仅0.0032 hc cm^-1，显著优于Ames-2021的0.0238 hc cm^-1。表2列出9个振动带起源值，其中4个精度达10^-3 hc cm^-1。
3. 新发现：识别出290条"仅MARVEL存在"的跃迁（主要来自v₃>6的高激发态），以及565条HITRAN位置偏差>0.01 cm^-1的待修正谱线。

这项研究的意义体现在三个维度：技术层面开发的626M24LL扩展线表（含285,503条跃迁）可直接用于JWST望远镜的数据解析；科学层面揭示了CO₂在J=108高转动能级的分布特征；应用层面为ESA即将发射的CO2M卫星星座提供了校准基准。正如通讯作者Ala'a A.A.Azzam和Attila G.Császár强调的，这项工作不仅完善了"碳同位素光谱拼图"，更开创了通过经验能级反演优化量子化学模型的新范式。数据集已通过OSF平台开源，将持续支持从等离子体医学到金星大气研究的跨学科探索。