Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Двадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XX.D.387

Моделирование инфракрасного свечения окиси азота NO в средней атмосфере Земли во время события GLE69

Кириллов А.С. (1), Белаховский В.Б. (1), Маурчев Е.А. (1), Балабин Ю.В. (1), Германенко А.В. (1), Гвоздевский Б.Б. (1)
(1) Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия
Солнечные протоны играют важную роль в атмосфере Земли. Частицы обычно характеризуются мягкими энергетическими спектрами (энергии порядка нескольких сотен МэВ), но иногда наблюдаются релятивистские энергетические протоны. Они обнаруживаются наземными нейтронными мониторами, размещенными в полярных областях, как Ground Level Enhancements (GLE). Использование данных сети нейтронных мониторов позволяет определять спектры высокоэнергетических протонов, выбрасываемых в атмосферу Земли. Высыпания высокоэнергичных частиц вызывает увеличение нечетных азота NOx и нечетного водорода HOx на высотах высокоширотной атмосферы за счет каскада процессов диссоциации, ионизации и рекомбинации.
Рассмотрены механизмы образования колебательно-возбужденных молекул NO и N2 на высотах средней атмосферы Земли при высыпании высокоэнергетических протонов. Расчеты сделаны для события GLE69 (20.01.2005). Основные результаты этих расчетов состоят в следующем.
1. Моделирование колебательных населенностей N2(X1Σg+,v=2-30) во время события GLE69 на высотах средней атмосферы показало вклад различных механизмов образования колебательно-возбужденных молекул азота N2(X1Σg+,v>0). Во-первых, возбуждение вторичными электронами является основным для всех колебательных уровней v=1-10 основного состояния молекулы. Во-вторых, получено, что внутримолекулярный процесс переноса электронной энергии в столкновениях N2(A3Σu+,v=0-5)+N2 доминирует при колебательном возбуждении высоких колебательных уровней v=20-30 основного состояния.
2. Исследование колебательных заселенностей NO(X2Π,v=1-20) во время события GLE69 на высотах средней атмосферы показало, что химическая реакция метастабильного атомарного азота N(2D) с молекулярным кислородом О2 является основным механизмом образования колебательно-возбужденных молекул окиси азота NO(X2Π,v>0) и излучения 5,3 мкм и 2,7 мкм инфракрасных полос NO на высотах потери энергии высыпающихся протонов. Показано, что относительный вклад VV'-процесса может быть значительно увеличен и сравним с вкладом химического процесса в тех случаях, когда концентрации окиси азота [NO] возрастают до значений порядка концентраций молекулярного азота [N2] в атмосферной смеси газов.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-77-10018) «Потоки высокоэнергичных заряженных частиц в околоземном космическом пространстве, и их воздействие на атмосферу Арктики»

Ключевые слова: солнечные протоны, средняя атмосфера Земли, колебательная кинетика, окись азота, молекулярный азот, инфракрасное излучение

Презентация доклада

Видео доклада

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

423