Электронная кинетика молекул О 2, N 2, СО в верхних атмосферах планет Солнечной системы Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской. - презентация

1 Электронная кинетика молекул О 2, N 2, СО в верхних атмосферах планет Солнечной системы Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской области

2 Рассчитанные населенности колебательных уровней состояния b 1 g + в нижней термосфере и мезосфере при Т = 300 и 200 К (сплошная линия и штрихи) сравниваются с эксперимен- тальными оценками [Slanger et al., 2000, JGR] (квадраты)

3 Полосы Герцберга I (A 3 u +,v X 3 g,v) и Чемберлена (A 3 u,v a 1 g,v) в свечении ночного неба Земли (Broadfoot & Bellaire, JGR, 1999, v.104, p ) Полосы Герцберга II (c 1 u,v=0 X 3 g,v=5-12) в свечении ночного неба Венеры (Краснопольский и др., Космические Иссл., 1976, т.14, с.789)

4 Lawrence G.M., Barth C.A., Argabright V. Excitation of the Venus night airglow. // Science, 1977, v.195, p Slanger T.G. Generation of O 2 (c 1 u, C 3 u, A 3 u + ) from oxygen atom recombination. // J. Chem. Phys., 1978, v.69, p Slanger T.G., Black G. The O 2 (C 3 u a 1 g ) bands in the nightglow spectrum of Venus. // Geophys. Res. Lett., 1978, v.5, p

5 О + О + М О 2 * + M О 2 * = O 2 (c 1 u, A' 3 u, A 3 u + )

6 Рассчитанные населенности колебательных уровней состояний A 3 u + и A 3 u в нижней термосфере и мезосфере при k О = , , см 3 с 1 (сплошная линия, штрихи и штрих- пунктиры) сравниваются с экспериментальными оценками Stegman and Murtagh, 1988, PSS] (кружки) и [Slanger et al., 2004, AG] (крестики)

7 Kirillov A.S., The calculations of quenching rate coefficients of O 2 (b 1 g +,v) in collisions with O 2, N 2, CO, CO 2 molecules, 2013, Chemical Physics, v.410, p.103

8 Приближение Розена-Зинера O 2 (A 3 u +,v)+CO 2 (0,0,0) O 2 (X 3 g, A' 3 u ;v')+CO 2 (v 1,v 2,v 3 ) 1 = = (0.17) 2 ~ = (0.17) 3 ~ = 0.06 (N 2 )

9 Константы гашения O 2 (A 3 u +,v=0-10)+CO 2 Результаты расчета - сплошная линия E-процесс - штрих- пунктиры EV-процесс - штрихи Knutsen et al., 1994, J. Chem. Phys., 101, p крестики

10 Константы гашения O 2 (A 3 u +,v=0-10)+N 2 Результаты расчета - сплошная линия EV-процесс - штрихи Knutsen et al., 1994, J. Chem. Phys., 101, p крестики

11 Константы гашения O 2 (A 3 u +,v=0-10)+O 2 Результаты расчета - сплошная линия EV-процесс - штрихи Knutsen et al., 1994, J. Chem. Phys., 101, p.7415 – крестики Copeland, 1994, J. Chem. Phys., 100, p.744 – кружок

12 Система уравнений для расчета [O 2 (A 3 u +,v)] и [O 2 (c 1 u -,v)]

13 Рассчитанные колебательные населенности состояний Герцберга (c 1 u, A 3 u, A 3 u + ) на высоте 95 км в атмосфере Земли и на высоте 100 км в атмосфере Венеры

14 Константы гашения O 2 (A' 3 u,v=0-11)+CO 2 Результаты расчета для разрешенных по спину процессов – сплошная линия Запрещенные по спину процессы O 2 (A' 3 u,v) + CO 2 (0,0,0) O 2 (c 1 u,v'=v) + CO 2 (1,0,0) штрих-пунктиры штрихи

15 Рассчитанные колебательные населенности состояний Герцберга (c 1 u, A' 3 u, A 3 u + ) на высоте 100 км в атмосфере Венеры

16 Bertaux J.-L., Leblanc F., Witasse O., Quemerais E., Lilensten J., Stern S.A., Sandel B., Korablev O.I. Discovery of an aurora on Mars. // Nature, 2005, v.435, p

17 Lillis R.J., Brain D.A., Delory G.T., Mitchell D.L., Luhmann J.G., Lin R.P. Evidence for superthermal secondary electrons produced by SEP ionization in the Martian atmosphere. // Journal of Geophysical Research, 2012, v.117, E03004.

18 Схема колебательных уровней триплетных состояний молекул азота и моноокиси углерода

19 Сравнение результатов расчета N 2 (A 3 u +,v)+N 2 с данными [Dreyer and Perner, 1973, JCP] N 2 (A 3 u +,v)+O 2 с данными [Dreyer et al., 1974, JCP; Piper, 1981, JCP; Thomas and Kaufman, 1985, JCP; De Benedictis and Dilecce, 1997, JCP]

20 Вклады различных процессов на высотах 100 и 80 км: N 2 (A 3 u + ) + N 2,О 2 (темные квадраты и кружки), N 2 (A 3 u + ) N 2 (X 1 g + ) + hv (VK), N 2 (a 1 g ) N 2 (X 1 g + ) + hv (LBH), авроральные электроны (крестики)

21 De La Haye V., Waite J.H., Cravens T.E., Bougher S.W., Robertson I.P., Bell J.M. Heating Titans upper atmosphere. J. Geophys. Res., 2008, v.113, A11314.

22 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ 1. Исследование кинетики О 2 * в смеси газов О 2, N 2, СО, СО 2 и др. Расчет скоростей процессов гашения (образования?) О 2 * с учетом EV-процессов 2. Построение модели электронной кинетики СО* (N 2 *) в смеси газов О 2, N 2, СО, СО 2 и др. Расчет констант гашения для триплетных состояний СО.

23 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !