230 likes | 375 Views
Электронная кинетика молекул О 2 , N 2 , СО в верхних атмосферах планет Солнечной системы. Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской области.
E N D
Электронная кинетика молекул О2, N2, СО в верхних атмосферах планет Солнечной системы Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской области
Рассчитанные населенности колебательных уровней состояния b1g+ в нижней термосфере и мезосфере при Т = 300 и 200 К (сплошнаялиния и штрихи) сравниваются с эксперимен-тальными оценками[Slanger et al., 2000, JGR] (квадраты)
Полосы Герцберга I (A3u+,vX3g,v’) иЧемберлена (A’3u,va1g,v’) в свечении ночного неба Земли (Broadfoot & Bellaire, JGR, 1999, v.104, p.17127) Полосы Герцберга II (c1u,v=0X3g,v’=5-12) в свечении ночного неба Венеры (Краснопольский и др., КосмическиеИссл., 1976, т.14, с.789)
Lawrence G.M., Barth C.A., Argabright V. Excitation of the Venus night airglow. // Science, 1977, v.195, p.573574. Slanger T.G. Generation of O2(c1u, C3u, A3u+) from oxygen atom recombination. // J. Chem. Phys., 1978, v.69, p.47794791. Slanger T.G., Black G. The O2(C3ua1g) bands in the nightglow spectrum of Venus. // Geophys. Res. Lett., 1978, v.5, p.947948.
Рассчитанные населенности колебательных уровней состояний A3u+ и A‘3u в нижней термосфере и мезосфере при kО=11011, 31011, 101011 см3с1 (сплошнаялиния, штрихи и штрих-пунктиры) сравниваются с экспериментальными оценкамиStegman and Murtagh, 1988, PSS] (кружки) и [Slanger et al., 2004, AG] (крестики)
Kirillov A.S., The calculations of quenching rate coefficients of O2(b1g+,v) in collisions with O2, N2, CO, CO2 molecules, 2013, Chemical Physics, v.410, p.103
Приближение Розена-Зинера O2(A3u+,v)+CO2(0,0,0) O2(X3g, A'3u;v')+CO2(v1,v2,v3) 1 = 0.17 2 = (0.17)2 ~ 0.029 3 = (0.17)3 ~ 0.0049 = 0.06 (N2)
Константы гашенияO2(A3u+,v=0-10)+CO2 Результаты расчета -сплошная линия E-процесс - штрих-пунктиры EV-процесс - штрихи Knutsen et al., 1994, J. Chem. Phys., 101, p.7415 - крестики
Константы гашенияO2(A3u+,v=0-10)+N2 Результаты расчета -сплошная линия EV-процесс - штрихи Knutsen et al., 1994, J. Chem. Phys., 101, p.7415 - крестики
Константы гашенияO2(A3u+,v=0-10)+O2 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
Система уравненийдля расчета [O2(A3u+,v)] и [O2(c1u-,v)]
Рассчитанныеколебательные населенностисостояний Герцберга (c1u, A’3u, A3u+) на высоте 95 км в атмосфере Земли и на высоте 100 км в атмосфере Венеры
КонстантыгашенияO2(A'3u,v=0-11)+CO2 Результаты расчета для разрешенных по спину процессов – сплошная линия Запрещенные по спину процессы O2(A'3u,v) + CO2(0,0,0) O2(c1u,v'=v) + CO2(1,0,0) 0.1 - штрих-пунктиры 0.01 - штрихи
Рассчитанныеколебательные населенностисостояний Герцберга (c1u, A'3u, A3u+) на высоте 100 км в атмосфере Венеры
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.790-794.
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.
Схема колебательных уровней триплетных состояний молекул азота и моноокиси углерода
Сравнение результатов расчета N2(A3u+,v)+N2 с данными [Dreyer and Perner, 1973, JCP] N2(A3u+,v)+O2 с данными [Dreyer et al., 1974, JCP; Piper, 1981, JCP; Thomas and Kaufman, 1985, JCP; De Benedictis and Dilecce, 1997, JCP]
Вклады различных процессов на высотах 100 и 80 км: N2(A3u+) + N2,О2 (темные квадраты и кружки), N2(A3u+) N2(X1g+) + hv (VK), N2(a1g) N2(X1g+) + hv (LBH), авроральные электроны (крестики)
De La Haye V., Waite J.H., Cravens T.E., Bougher S.W., Robertson I.P., Bell J.M. Heating Titan’s upper atmosphere.J. Geophys. Res., 2008, v.113, A11314.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ 1. Исследование кинетики О2* в смеси газов О2, N2, СО, СО2 и др. Расчет скоростей процессов гашения (образования?) О2* с учетом EV-процессов 2. Построение модели электронной кинетики СО* (N2*) в смеси газов О2, N2, СО, СО2 и др. Расчет констант гашения для триплетных состояний СО.