Physics of auroral phenomena : proceedings of the 39th annual seminar, Apatity, 29 February-4 March, 2016 / [ed. board: N. V. Semenova, A. G. Yahnin]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2016. - 167 с. : ил., табл.

О ВЛИЯНИИ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКИСИ АЗОТА НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ЭМИССИИ 557.7 нм Ж .В. Д аш кевич, В .Е . Иванов П олярны й геоф и зический институт , Апатиты , Россия Аннотация. Численными методами исследовано влияние концентрации NO на интенсивность свечения эмиссии 557.7 нм. в электронных полярных сияниях. Показано, что основным каналом подавления интенсивности эмиссии 557.7 нм. является реакция Ot+NO , которая уменьшает вклад диссоциативной рекомбинации О» в формирование ‘S состояния молекулярного кислорода. Предложен метод оценки [NO] в полярных сияниях по данным фотометрических измерений эмиссий полярных сияний: 391.4 нм., 557.7 нм и 630.0 нм. Окись азота в полярных сияниях Окись азота N 0 активно вступает в физико-химические процессы, происходящие в атмосфере и поэтому вносит свой вклад в образование состава и структуры атмосферы. В высоких широтах количество термосферного N 0 в разы больше, чем в средних и низких широтах. Это происходит в том числе и благодаря образованию окиси азота во время высыпании энергичных частиц в атмосферу. Из-за большого времени жизни, окись азота накапливается в атмосфере высоких широт. Результаты экспериментальных оценок количества N 0 в полярных сияниях показали, что его плотность меняется в диапазоне 107-109 см 3. На рис. 1 представлены примеры высотных профилей плотности NO, полученных в различных работах из оценок экспериментальных данных {Sharp, 1978, Sharp et al., 1979, Swider and Narcisi, 1977, Siskind et al„ 1989). Черной толстой линией показана кривая, полученная нами с помощью нестационарной модели возмущенной полярной атмосферы (Дашкевич и др., 2015) для данных ракетно-спутникового эксперимента, описанного в работах (Rees et al., 1977) и ( Sharp et al., 1979) Связь между эмиссией зеленой линии и окисью азота При высыпании энергичных электронов в атмосферу образование возбужденного атомарного кислорода O('S), источника эмиссии зеленой линии 557.7 нм., происходит не только за счет прямого удара, но и в химических реакциях с возбужденными и ионизированными составляющими атмосферы: 0 + + e - > 0 ( lS) + 0 ( XD) (1) O j + N ( 4S ) - * N O + + 0 ( l S) (2) N 2 ( A 4 +u ) + 0 - ^ N 2 + 0 ( XS ) (3) N ( 2P) + O0 ^ N O + 0 ( lS , ]D, 3P) (4) iV + + 0 2 N O + + 0 ( 1 d } s ) (5) Относительный вклад этих каналов в возбуждение O('S) в зависимости от плотности N 0 в максимуме высотного профиля для различных характеристических энергий электронов показан на рис. 2. Все вычисления в этой работе сделаны с помощью модели возмущенной полярной ионосферы (Дашкевич и др., 2015). Эта нестационарная по времени модель включает в себя 56 физико-химических реакций, посредством которых нейтральные, ионизированные и возбужденные составляющие атмосферы взаимодействуют в условиях высыпания высокоэнергичных электронов. В качестве модели нейтральной атмосферы выбрана MSIS-90. В качестве спектра высыпающихся частиц - Максвелловское распределение электронов по энергиям: N ( Л = ,va • Е ' e xp (Е / е 8} /£ 5, где N0 и Е0 - начальный поток частиц и характеристическая энергия электронов соответственно. “Physics o f Auroral Phenomena", Proc. XXXIX Annual Sem inar. A patity, pp. 112- 114. 2 0 1 6 © Polar G eophysical Institute, 2016 ■■-...— оценочная кривая — —- - [Sharp et al, 1979] time-dependent model ------------ [Sharp et al. 1979] steady state model * [Sharp 1978] from intensity of N 02 continuum emission ------------[Swider and Narcisi, 1977] --------- -- [Siskind et al .1989] SME satellite концентрация NO , cm Рисунок 1. Количество NO в полярных сияниях Polar Geophysical Institute 112