Проект направлен на создание распределенной информационно-вычислительной системы в области молекулярной спектроскопии. Базовые узлы системы будут располагаться в Москве, Нижнем Новгороде, Санкт Петербурге и Томске. Для работы с системой предлагается использовать веб-интерфейс, а также программного агента для получения новостей по молекулярной спектроскопии и информации об источниках спектроскопических данных.

Информационные ресурсы ИВС содержат данные трех типов: структурные характеристики молекул, параметры спектральных линий и спектральные функции. Источником данных являются, как известные наборы данных HITRAN и GEISA, так и оригинальные экспериментальные результаты и численные расчеты участников проекта. Вычислительные сервисы создаваемой системы ориентированы на решение прямых и обратных задач спектроскопии, атмосферной оптики, дистанционного зондирования атмосферы, переноса коротковолнового излучения в атмосфере Земли, климатологии, спектрального анализа газов, астрофизики и др. Результаты расчетов оформляются в виде документов, содержащих ссылки на метаданные, характеризующие данные всех трех типов, их источники и методы расчета, использованные в вычислениях.

Исполнители

Институт прикладной физики РАН
Институт оптики атмосферы СО РАН
Санкт Петербургский университет

План работы по гранту

1. Создание баз данных по структурным характеристикам молекул, параметрам спектральных линий и значениям коэффициентов поглощения.

• Создание и наполнение базы данных по спектральным характеристикам молекул и изотопов H₂O, CO₂, CH₄, O₂, O₃, NO, NO₂, N₂O, H₂S, OCS, SO₂ и CO, в том числе, результаты работ по грантам РФФИ 03-02-16471а, INTAS 03-51-3394 "Complete spectroscopy of water: Experiment and theory"
• Систематизация экспериментальных данных по спектральным полосам молекул, содержащих перекрывающиеся линии (ветви Q) для молекул CO₂, CH4, O₃, NO, N₂O, OCS и OH и их занесение в БД. 
• Систематизация экспериментальных данных о спектральных линиях и о температурных зависимостях их параметров для основных составляющих атмосферы (О₂ и Н₂О) и их занесение в БД .
• Наполнение базы данных по структурным характеристикам молекул CO₂, O₃, N₂O, OCS, CH₄, NO₂ и H₂S.
• Наполнение базы данных по коэффициенту поглощения Н₂О, H₂S и CH₄ .
• Сбор и занесение в БД экспериментальных данных по совместному действию эффекта Доплера и ударного уширения линий в молекулярных спектрах атмосферных газов.  

2. Построение вычислительных сервисов для определения параметров спектральных линий молекул, моделирования спектральных функций и расчета контура полос молекул.

• Расчет спектров молекул типа асимметричного волчка. 
• Расчет спектров 2-х атомных молекул, линейных молекул и молекул типа симметричного волчка.
• Расчет спектров в области перекрывающихся линий в условиях доплеровского уширения.
• Расчет индуцированных столкновениями спектров атмосферных газов.
• Расчет контуров полос молекул на основе модели варьируемого взаимодействия ветвей.
• Моделирование функции пропускания (коэффициента поглощения) излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов в атмосфере на основе новых экспериментальных данных.

3. Описание ресурсов и построение онтологий для молекулярной спектроскопии.

• Построение XML и RDF -схем для предметных и служебных данных.
• Построение терминологического словаря как основы для понятийного понимания спектроскопии.
• Построение онтологий задач, качества и значений.
• Построение онтологий для молекулярной спектроскопии и приборного обеспечения спектральных измерений, онтологии персонификации и актуализации 
• Интеграция онтологии по молекулярной спектроскопии с онтологиями верхнего уровня.

4. Совершенствование технологии построения информационно-вычислительной системы.

• Перевод промежуточного программного обеспечения (ППО) с РНР на Java 2.
• Дополнение ППО модулями для работы с метаданными.
• Построение модуля веб-сервисов по работе с метаданными и новостями.
• Построение программного (информационного) агента для работы с метаданными и новостями

5. Создание типовой ИС для распространения в организациях, являющихся поставщиками данных о спектральных свойствах молекул.

6. Создание основы для функционирования распределенной информационной системы по молекулярной спектроскопии в России.