Труды КНЦ вып.5. ГЕЛИОГЕОФИЗИКА. 8/2019(10)

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.8.56-64 УДК 681.3+533.951 A .C .Кириллов ПОВЕДЕНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ВОЗБУЖДЕННОГО МОЛЕКУЛЯРНОГО АЗОТА НА ВЫСОТАХ СРЕДНЕЙ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ ВО ВРЕМЯ СПРАЙТОВ Аннотация Проведены расчеты концентраций [№(В3Пду= 2 -5 )] и [№(А3Іи+У=0-3)] на высотах 70 и 50 км средней атмосферы Земли при импульсном разряде продолжительностью порядка т = 5 мкс. Показано, что при исследовании свечения полос первой положительной системы N 2 и кинетики метастабильного молекулярного азота №(А3І и+) на высотах свечения спрайтов необходимо учитывать как процесс прямого возбуждения рассмотренных электронных состояний электронами импульсного разряда, таки каскадные процессы с других триплетных состояний при спонтанном излучении и молекулярных столкновениях. Также показано, что с увеличением плотности атмосферы и ускорением столкновительных молекулярных процессов происходит значительное уменьшение времени релаксации рассмотренных электронно­ возбужденных состояний В3Пд(\/'=2-5) и А3І и+(\/'=0-3). Ключевые слова: электронно-возбужденный молекулярный азот, спрайты, средняя атмосфера Земли A.S. Kirillov THE BEHAVIOR OF ELECTRONICALLY EXCITED MOLECULAR NITROGEN AT ALTITUDES OF THE MIDDLE ATMOSPHERE OF THE EARTH DURING SPRITES Abstract The concentrations of [№(В3Пд,\/'=2-5)] and [№(А3І и+У=0-3)] were calculated at altitudes of 70 and 50 km of Earth’s middle atmosphere for a pulsed discharge with a duration of the order of т = 5 |js. It was shown that any study of the emissions of the bands of N 2 first positive system and of the kinetics of metastable molecular nitrogen №(A3Iu+) in sprites has to take into account both the direct excitation of this electronic state by discharge electrons and cascade processes from other triplet states related with spontaneous radiation and molecular collisions. Also it is shown that an increase of atmospheric density and of rates of collision molecular processes leads to the significant decrease in the relaxation time of the considered electronically excited states В3Пд(ѵ'=2-5) and A3Zu+(v'=0-3). Keywords: electronically excited molecular nitrogen, sprites, Earth’s middle atmosphere Введение В научной литературе закрепился термин Transient Luminous Event (TLE), т.е. общее название, принятое исследователями для обозначения разнообразных отличительных типов короткоживущих оптических явлений, как красные спрайты, голубые джеты, эльфы, гигантские джеты, которые были обнаружены как обычное явление над грозами. Прежде всего, природа TLE 56