Вестник Кольского научного центра РАН. 2012, №2.

к6 = 2 x 10-11exp(107.8/T) см3/с (6) O (1D ) + e- -*O (3P ) + e - k7 = 8.3 x 10"10^(Te/1000)a86 см3/с (7) O (1D ) + O- ->O(3P ) + O (3P ) , k8 = 2.5 x 10-12 см3/с (8) к9 = 2.9 x 10"n -exp(67.5/T) см3/с (9) O (1D ) ------- >O (3P ) + h v (6 3 0 нм) , A = 7.45 x 10-3 с-' (10) Коэффициенты скорости реакций к1 - к9 взяты из работы [15]. Реакция (10) не относится к химическим реакциям, она включена в модель как замыкающая цепь химических преобразований процессом излучения. Реакции обмена зарядом (1) и (2) предшествуют образованию метастабильных атомов кислорода в результате диссоциативной рекомбинации ионов (3, 4). В реакции иона окиси азота (4*) не соблюдается правило Вигнера о сохранении спина, поэтому реальное влияние этого процесса на концентрацию метастабильных атомов кислорода несущественно [16]. Деактивация возбужденных атомов O (D ) происходит при столкновениях с нейтральными атмосферными компонентами (6 - 9). Таким образом, используя вышеприведенные уравнения и учитывая, что на высотах термосферы условие квазинейтральности плазмы можно записать как [e] = [O+] + [O 2 +] + [NO+], i (11) получаем выражение для скорости объемной эмиссии O( D), обусловленной ионосферными ионно­ молекулярными процессами, в виде 0 .0069 • {k [O 2][e] + 2k 2[N 2][e]} г 1 + k1 [O 2] , k2 [N 2] Л (12) -+ k 3 [e] k 4 [e] •(0.0091 + k6[N 2] + k7[e] + k [O] + к [O 2]) Как было показано в работе [17], скорость возбуждения эмиссии O (D ) в столкновениях атомов кислорода, находящихся в основном состоянии O(3-P), тепловыми электронами может быть представлена следующим образом: &30.0 = Ne K630.0 [O], (13) где N e - концентрация электронов и [O] - концентрация невозбужденных атомов кислорода. Коэффициент возбуждения K6300 записывается в следующей форме: K630.0 = {8kTe / (пШе)}05 /©630.0(х) x exp(-x)dx, (14) где x = E /(kTe), ше - масса электрона, к - постоянная Больцмана, E - энергия электрона и Te - электронная температура. По результатам измерений c 630(E) [18] в работе Павлов и др. [19] приведена аппроксимация коэффициента возбуждения O (D ) выражением: K 630.0 = 4.73x10 -12 (Te) 07 exp(-E 0 /Te), (15) где E0 = 22829 K (или 1.9673 эВ) - порог возбуждения O (D ). В области изменения температуры электронов от 1400 до 6000 K погрешность аналитической аппроксимации коэффициента возбуждения не превосходит 2%. Таким образом, скорость возбуждения O (D ) при столкновениях атомов невозбужденного кислорода 0 ( 3-Р) с тепловыми электронами можно представить в следующем виде: V2 = A630.0K630.0 F h , (16) где F h = N e [O] /{A1+K6[N2]+K8[O]+K9[O2] }; A1= A630,0 + A636,4 + A639,2. Окончательно, полная скорость объемной эмиссии в ночных условиях записывается как: V630.0 = V 1 + V 2 . (17) Необходимые для вычислений значения концентраций молекул азота, атомарного и молекулярного кислорода определяются по модели нейтральной атмосферы MSISE-2000 в соответствии с гелиогеофизическими условиями радиотомографических наблюдений. 0 11