Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 16–20 ноября 2020 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XVIII.P.346

Моделирование свечения полос Лаймана-Бирджа-Хопфилда в верхних атмосферах Титана и Земли

Кириллов А.С. (1)
(1) Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия
При взаимодействии высокоэнергичных частиц и фотоэлектронов с молекулами азота в верхних атмосферах Титана [Ajello et al., 2007; Ajello et al., 2008; Stevens et al., 2011] и Земли [Huffman et al., 1980; Torr et al.; 1994; Budzien et al., 1994; Eastes et al., 2011] происходит возбуждение синглетных электронно-возбужденных состояний N2, которое приводит к свечению полос Лаймана-Бирджа-Хопфилда. Исследование кинетики синглетных состояний молекулярного азота в верхних атмосферах Титана и Земли за последние годы проводилась во многих работах [Eastes, 2000; De La Haye et al., 2008; Campbell et al., 2010; Eastes et al., 2011; Lavvas et al., 2015]. В указанных работах были рассмотрены различные излучательные переходы между синглетными состояниями, процессы гашения электронно-возбужденных состояний N2 при столкновениях с молекулами атмосферных газов, особенности свечения полос Лаймана-Бирджа-Хопфилда в атмосферах этих планет. В настоящей работе при расчете колебательных населенностей электронно-возбужденных синглетных состояний молекулярных азота были учтены как внутримолекулярные, так и межмолекулярные процессы переноса энергии электронного возбуждения при неупругих молекулярных столкновениях [Кириллов, 2011; Kirillov, 2011]. Расчеты показали, что с уменьшением высоты атмосфер возрастает вклад процессов гашения синглетных состояний a'1Σu–, a1Πg, w1Δu, азота при неупругих молекулярных столкновениях. Это приводит к изменению соотношения интегральных интенсивностей полос Лаймана-Бирджа-Хопфилда при высыпании в атмосферы данных планет высокоэнергичных частиц различных энергий.

Автор признателен правительству Российской Федерации и Министерству высшего образования и науки РФ за поддержку по гранту 075-15-2020-780 (N13.1902.21.0039).

Ключевые слова: верхняя атмосфера, Титан и Земля, полосы Лаймана-Бирджа-Хопфилда, молекулярные столкновения
Литература:
  1. Кириллов А.С. Расчет коэффициентов скоростей гашения электронно-возбужденного синглетного молекулярного азота. // ЖТФ, 2011, т.81, №12, с.34-38.
  2. Ajello J.M., Stevens M.H., Stewart I. et al. Titan airglow spectra from Cassini Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS): EUV analysis. // Geophys. Res. Lett., 2007, v.34, L24204.
  3. Ajello J.M., Custin J., Stewart I. et al. Titan airglow spectra from the Cassini Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS): FUV disk analysis. // Geophys. Res. Lett., 2008, v.35, L06102.
  4. Budzien S.A., Feldman P.D., Conway R.R. Observations of the far ultraviolet airglow by the Ultraviolet Limb Imaging experiment on STS-39. // J. Geophys. Res., 1994, v. 99, №A12, p.23275-23287.
  5. Campbell L., Kato H., Brunger M.J. et al. Electron-impact excitation heating rates in the atmosphere of Titan. // J. Geophys. Res., 2010, v.115, A09320.
  6. De La Haye V., Waite J.H., Cravens T.E. et al. Heating Titan's upper atmosphere. // J. Geophys. Res., 2008, v.113, A11314.
  7. Eastes R.W. Modeling the N2 Lyman-Birge-Hopfield bands in the dayglow: Including radiative and collisional cascading between the singlet states. // J. Geophys. Res., 2000, v.105, A8, p.18557-18573.
  8. Eastes R.W., Murray D.J., Aksnes A. et al. Modeled and observed N2 Lyman-Birge-Hopfield band emissions: A comparison. // J. Geophys. Res., 2011, v.116, A12308.
  9. Huffman R.E., LeBlanc F.J., Larrabee J.C. et al. Satellite vacuum ultravioet airglow and auroral observations. // J. Geophys. Res., 1980, v.85, A5, p.2201-2215.
  10. Kirillov A.S. Excitation and quenching of ultraviolet nitrogen bands in the mixture of N2 and O2 molecules. // J. Quan. Spec. Rad. Tran., 2011, v.112, 13, p.2164-2174.
  11. Lavvas P., Yelle R.V., Heays A.N. et al. N2 state population in Titan’s atmosphere. // Icarus, 2015, v.260, p.29-59.
  12. Stevens M.H., Gustin J., Ajello J.M. et al. The production of Titan’s ultraviolet nitrogen airglow. // J. Geophys. Res., 2011, v.116, A05304.
  13. Torr M.R., Torr D.G., Chang T. et al. N2 Lyman-Birge-Hopfield dayglow from ATLAS 1. // J. Geophys. Res., 1994, v.99, №A11, p.21397-21407.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Кириллов А.С. Моделирование свечения полос Лаймана-Бирджа-Хопфилда в верхних атмосферах Титана и Земли // Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2020. C. 272. DOI 10.21046/18DZZconf-2020a

Дистанционное зондирование планет Солнечной системы

272