Исследование кинетики синглетных и триплетных состояний молекулярного кислорода и молекулярного азота в атмосфере Земли во время высыпания высокоэнергичных частиц

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)