Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2023(2))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2023. Т. 1, № 2. С. 70-76. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2023. Vol. 1, No. 2. P. 70-76. N 2 (B 3 ng, v') ^ N 2 ( 4 3 Su+, v”) + H vipg , ( 1 ) N 2 (C 3 nu, v') ^ N 2 (B 3 ng, v”) + hv 2 PG, ( 2 ) N 2 (a 'n g , v') ^ N 2 (X 4 g+, v”) + hvLBH, (3) а также полос Атмосферной (Atm) и Инфракрасной Атмосферной (IRAtm) систем молекулярного кислорода: O 2 ( 6 1 Ig+, v') ^ O 2 (X 3 Ig-, v”) + hVAtm, (4) O 2 (a'Ag, v') ^ O 2 (X 3 Ig-, v”) + hviRAtm (5) в случае высыпания в атмосферу высокоэнергичных электронов с энергиями до 10 МэВ. Расчеты показали, что с ростом энергии вторгающихся в атмосферу электронов возрастает вклад процессов гашения состояний B3ng и а 'П N 2 , b'Eg+О 2 при молекулярных столкновениях. Это приводит к тому, что в результате неупругих столкновительных процессов энергия возбуждения аккумулируется на различных колебательных уровнях основных состояний данных молекул. Частоты колебаний N 2 и О 2 могут находиться в резонансе с частотами колебаний малых атмосферных составляющих, поэтому при неупругих столкновениях энергия возбуждения может переходить в энергию колебаний малых атмосферных составляющих. Они же, в свою очередь, могут эффективно излучать инфракрасные эмиссии, изменяя излучательный баланс средней атмосферы. Цель данной работы состоит в моделировании колебательной кинетики основного состояния молекулярного азота на высотах средней атмосферы 30-70 км при вторжении релятивистских электронов с энергиями Е = 2, 4 и 10 МэВ. При этом будут рассмотрены процессы переноса энергии возбуждения с молекулярного азота N 2 (X1Zg+, v” = 1) на молекулы озона О 3 и закиси азота N 2 O при неупругих молекулярных столкновениях. Кроме того, будут рассчитаны интенсивности свечения инфракрасных полос 4,7 и 9,9 мкм озона и 4,5 мкм закиси азота на указанных высотах во время вторжения релятивистских электронов. К олебательно -возбуж денны е м ол екулы Как и в предыдущих работах (Кириллов и Белаховский, 2020а, 2020б; Kirillov and Belakhovsky, 2021), здесь аналогично рассматривается возбуждение пяти триплетных состояний молекулярного азота при столкновениях молекул N 2 (X1Zg+, v = 0) со вторичными электронами, образующимися в процессах ионизации на высотах средней атмосферы: e + N 2 (X % +, v = 0) ^ N 2 ( ^ 3Eu+, B3ng, W3Au, B ' 3 Eu~, C 3Ш ; v) + e, (6a) а также возбуждение трех синглетных состояний N 2 : e + N 2 (X % +, v = 0) ^ Щ ^ Е г , a 'n g , w % ; v) + e. (6б) Процессы межмолекулярного переноса энергии возбуждения при неупругих столкновениях молекул на высотах средней атмосферы приводят как к электронному возбуждению молекулы-мишени, так и к колебательному возбуждению в основном состоянии первично возбужденной молекулы. Процессы внутримолекулярного переноса энергии возбуждения способствуют образованию колебательно-возбужденных молекул при переходах из электронно-возбужденного состояния в основное состояние X'Eg+ при неупругих столкновениях. Коэффициенты скоростей гашения электронно-возбужденных состояний N 2 и образования колебательно-возбужденных N 2 (X'Eg+, v' > 0) в межмолекулярных процессах рассчитаны в работе (Kirillov, 2012). Здесь мы рассматриваем гашение четырех триплетных состояний: N 2 (^ 3Eu+, v > 2) + N 2 (X % +, v = 0) ^ N 2 (X % +, v') + N 2 Y v*), (7а) N 2 (B3ng , v > 0) + N 2 (X'Eg+,v = 0) ^ N 2 (X'Eg+, v') + N 2 Y v ) , (7б) N 2 (W3Au, v > 0) + N 2 (X'Eg+, v = 0) ^ N 2 (X % +, v') + N 2 Y v ) , (7в) N 2 (B'3EU-, v > 0) + N 2 (X'Eg+,v = 0) ^ № (Я % +, v') + N 2 Y v*), (7г) © Кириллов А. С., Белаховский В. Б., 2023 71