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. 70 60 2 * 5 50 8 3 m 40 30 „„ 102 104 10s 10° 102 104 Скорость ионообразования, см 3сг1 Интенсивность, см^с1 Рис. 1. Слева: скорости ионообразования согласно работе сно (Turunen et al., 2009) при высыпании электронов с энергиями Е = 2, 4, 10 МэВ (короткие штрихи, длинные штрихи, сплошная линия соответственно). Справа: рассчитанные интенсивности свечения полосы 337 нм N2 (обозначения аналогично левому рисунку) 70 60 г Р 50 о о л СО 40 30 Ю3 Ю5 107 Концентрация, см 3 Рис. 2. Рассчитанные концентрации N2(X1Eg+, v' = 1) на высотах 30-70 км при высыпании электронов с энергиями Е = 2, 4, 10 МэВ (обозначения как на рис. 1) И нф р ак р асн о е свечение N 2 O и О 3 в средней атмосфере Энергия колебательно-возбужденного молекулярного азота N 2 (X1Eg+, v = 1) En 2 = 2330 с м 1находится в хорошем энергетическом резонансе с колебательными модами озона 0 3 ( 1 0 1 ) (Е 0 3 =2111 с м 1) и закиси азота N2O(0001) (En 20 = 2224 с м 1) (Funke et al., 2012). Поэтому при столкновении колебательно-возбужденных молекул азота с невозбужденными молекулами озона и закиси азота эффективно протекают реакции переноса энергии колебательного возбуждения: N 2 (X'Eg+, v' = 1) + O3(0,0,0) ^ N 2 (X'Eg+, v' = 0) + O3(1,0,1), (15) N 2 (X'Eg+, v' = 1) + N2O(0,0,0,0) ^ N 2 (X'Eg+, v' = 0) + N2O(0,0,0,1). (16) При расчетах мы используем k \5 = 2,4x10-14 см3с-1 согласно работе (Robertshaw and Smith, 1980) и k 16 = 2,8*10-13 см3с-1 согласно работе (Taylor, 1974). Колебательно-возбужденная молекула озона O3(1,0,1) излучает инфракрасные эмиссии 4,7 и 9,9 мкм при следующих спонтанных переходах: O3(1,0,1) ^ O3(0,0,0) + hv4,7, (17а) O3(1,0,1) ^ O3(1,0,0) + hv9,9, (17б) причем коэффициенты Эйнштейна для данных переходов (17а) и (17б) равны следующим значениям: A aj = 4,35 с-1 и А 9,9 = 10,7 с 4 (Funke et al., 2012). Колебательно-возбужденная молекула закиси азота N 2 O( 0 , 0 , 0 , 1 ) излучает инфракрасную эмиссию 4,5 мкм при спонтанном переходе: N 2 O( 0 , 0 , 0 , 1 ) ^ N 2 O( 0 , 0 , 0 , 0 ) + hv 4 , 5 , (18) где коэффициент Эйнштейна для перехода (18) равен А 4,5 = 213 с -1 (Funke et al., 2012). Кроме процессов гашения, при спонтанных излучательных переходах (17а, 17б) и (18) необходимо учесть неупругие молекулярные столкновения: © Кириллов А. С., Белаховский В. Б., 2023 73