Восемнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»
XVIII.D.310
Исследование кинетики синглетных и триплетных состояний молекулярного кислорода и молекулярного азота в атмосфере Земли во время высыпания высокоэнергичных частиц
Кириллов А.С. (1), Белаховский В.Б. (1)
(1) Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия
Неупругое взаимодействие высыпающихся в атмосферу высокоэнергичных протонов и электронов с верхней и средней атмосферой Земли приводит к процессам ионизации, диссоциации, возбуждению различных электронно-возбужденных синглетных и триплетных состояний атмосферных молекулярных составляющих. Молекулярные азот и кислород являются основными составляющими атмосферы Земли, поэтому значительная часть энергии высыпающихся в атмосферу частиц расходуется при столкновениях с молекулами этих двух газов. При расчетах скоростей возбуждения электронно-возбужденных состояний молекулярного кислорода и молекулярного азота во время высыпания высокоэнергичных частиц использован метод деградационных спектров электронов в смеси газов N2 и О2 [Коновалов и Сон, 1987; Коновалов, 1993]. При расчете колебательных населенностей электронно-возбужденных синглетных и триплетных состояний молекулярных кислорода и азота были учтены спонтанные излучательные переходы [Krupenie, 1972; Gilmore et al., 1992], внутримолекулярные и межмолекулярные процессы переноса энергии возбуждения при неупругих молекулярных столкновениях [Kirillov, 2010, 2011]. Расчеты показали, что с ростом энергии вторгающихся в атмосферу частиц и уменьшением высоты их энерговыделения возрастает вклад процессов гашения различных состояний кислорода и азота при молекулярных столкновениях. Это приводит к изменению соотношения интегральных интенсивностей различных систем полос с ростом энергии высыпающихся в атмосферу высокоэнергичных частиц, что служит причиной перераспределения интенсивностей свечения молекулярных кислорода и азота в различных диапазонах спектра с понижением высоты в атмосфере Земли.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 18-77-10018)
Ключевые слова: высокоэнергичные протоны и электроны, средняя атмосфера Земли, свечение полос, молекулярные столкновения
Литература:
- Коновалов В.П. Деградационный спектр электронов в азоте, кислороде и воздухе. // Журнал технической физики, т. 63(3), с.23-33, 1993.
- Коновалов В.П., Сон Э.Е. Деградационные спектры электронов в газах // Химия плазмы, т. 14, с.194-227, 1987.
- Gilmore F.R., Laher R.R., Espy P.J. Franck-Condon factors, r-centroids, electronic transition moments, and Einstein coefficients for many nitrogen and oxygen band systems. // J. Phys. Chem. Ref. Data, v.21(5), p.1005–1107, 1992.
- Kirillov A.S. Electronic kinetics of molecular nitrogen and molecular oxygen in high-latitude lower thermosphere and mesosphere. // Ann. Geophys., v.28(1), p.181–192, 2010.
- Kirillov A.S. Excitation and quenching of ultraviolet nitrogen bands in the mixture of N2 and O2 molecules. // J. Quan. Spec. Rad. Tran., v.112(13), p.2164–2174, 2011.
- Krupenie P.H. The spectrum of molecular oxygen. // J. Phys. Chem. Ref. Data, v.1(2), p.423-534, 1972.
Презентация доклада
Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов
159