Vol. 30, issue 01, article # 10

Bеlyi T.A., Zеlеnin Yu.A. Vertical stratification of excited molecules by self-consistent electric field in the lower stratosphere. // Optika Atmosfery i Okeana. 2017. V. 30. No. 01. P. 72-81 [in Russian].
Copy the reference to clipboard
Abstract:

Stratification of isotropic ultraviolet emission of atmosphere (λ = 1200¸1270 Å) by vertical electric field has been considered as a static polarization of highly excited metastable molecules of ozone cycle (O(1D), O(3P), O2(a1Σg+)). Thermodynamic valuations and scalability of Van der Waals collective interactions have been obtained based on the concept of the Rydberg fluid of excited subsystem of atmosphere that plays an important role in stabilization of ionic layers. Additions to the classical tensor of electric field tension of atmosphere Tik have been considered within the limits of the model of average self-consistent electric field (nonlinear-Poisson equation). Polarization components of the tensor Tik stabilizing the system have been calculated. The model of dynamic field-adiabatic dielectric permeability e(r) as a function of local potential has been proposed.

Keywords:

electric stratification, metastable molecules, tensor of tensions

References:

  1. Bragin Ju.A. Issledovanie znaka prostranstvennogo zarjada atmosfery do vysoty 86 km // Kosm. issled. 1969. V. 8, N 3. P. 465–467.
  2. Bragin Ju.A., Kochev A.A., Kihtenko V.N., Smirnyh L.N., Tjutin A.A., Bragin O.A., Shamahov B.F. Jelektricheskoe stroenie stratosfery i mezosfery po dannym raketnyh issledovanij // Rasprostranenie radiovoln i fizika atmosfery. Novosibirsk: Nauka, 1981. P. 165–183.
  3. Bragin Ju.A., Tjutin A.A., Kochev A.A., Tjutin A.A. Prjamye izmerenija naprjazhennosti jelektricheskogo polja atmosfery do 80 km // Kosm. issled. 1974. V. 12, N 2. P. 306–308.
  4. Bragin B.A., Shamahov B.F. Prjamye issledovanija znaka prostranstvennogo zarjada atmosfery nizhe 50 km // Kosm. issled. 1969. Т. 7, № 5. С. 741–746.
  5. Materialy nabljudenij naprjazhennosti jelektricheskogo polja atmosfery na razlichnyh vysotah po dannym samoletnogo zondirovanija v period mezhdunarodnogo geofizicheskogo goda i mezhdunarodnogo geofizicheskogo sotrudnichestva 1958–1959 years. / Pod red. I.M. Imjanitova. L.: Gidrometeoizdat, 1963. 228 p.
  6. Materialy nabljudenij naprjazhennosti jelektricheskogo polja atmosfery na razlichnyh vysotah po dannym zondirovanija 1971–1972 (Japonija). L., 1974. 53 p.
  7. Leblanc F., Aplin K.L., Yair Y., Harrison R.G., Lebreton J.P., Blanc M. Planetary Atmospheric Electricity. Springer, 2008. 535 p.
  8. Bragin Ju.A., Kochev A.A., Bragin O.A. Prjamye izmerenija jelektricheskoj provodimosti i vremeni relaksacii ionizirovannogo vozduha v stratosfere i mezosfere // Kosm. issled. 1975. V. 11, N 1. P. 124–129.
  9. Bragin Ju.A., Zinatulin R.M., Struminskij V.I., Shamahov B.F. Prjamye izmerenija nizkochastotnyh (10–2 – 102 Hz) kolebanij jelektricheskogo polja atmosfery nizhe 25 km // Rasprostranenie radiovoln i fizika atmosfery. Novosibirsk: Nauka, 1981. P. 183–191.
  10. Kuznecov S.P. Nelinejnaja dinamika lampy obratnoj volny // Izv. vuzov. Prikl. nelinejn. dinam. 2006. V. 14, N 4. P. 3–35.
  11. Rabinovich M.I., Trubeckov D.I. Vvedenie v teoriju kolebanij i voln. M.: Nauka, 1984. 431 p.
  12. Nesterov V.P. Ob obrazovanii uzkogo sporadicheskogo sloja E // Geomagnetizm i ajeron. 1974. V. 14, N 2. P. 239–243.
  13. Galkin A.I., Erofeev N.M. Korotkoperiodicheskie izmenenija vysot ionosfernyh otrazhenij // Geomagnetizm i ajeron. 1969. V. 9, N 3. P. 562–564.
  14. Fluktuacii jelektromagnitnogo polja Zemli v diapazone SNCh / Pod red. M.S. Aleksandrova. M.: Nauka, 1972. 195 p.
  15. Kudrjavcev V.P., Strelkov A.S. O peredache jenergii medlennymi jelektronami ionosfernomu gazu // Geomagnetizm i ajeronomija. 1974. V. 14, N 5. P. 902–904.
  16. Kolokolov L.U. O vzaimodejstvii fotojelektronov s plazmennymi kolebanijami // Kosm. issled. 1974. V. 12, N 1. P. 138–140.
  17. Focken C.M. The mobilities of ions and electrons in pure gases // Transactions and proceedings of the New Zealand Institute. 1934. V. 63. P. 285–314.
  18. Belyj T.A., Zelenin Ju.A. Dijelektricheskie funkcii poljarizacii teplovyh jelektronov suhoj atmosfery (do vysot 12 km) // Geofiz. zh. 2014. V. 36, N 5. P. 91–117.
  19. Vlasov M.N. Povedenie vozbuzhdennyh atomov i molekul v verhnej atmosfere na vysotah 40–300 km // Geomagnetizm i ajeron. 1973. V. 13, N 4. P. 705–709.
  20. Degtjarev V.S., Tuchkov G.A., Tjutin A.A. Rezul'taty raketnyh izmerenij UV-izluchenija v nizhnej mezosfere i stratosfere // Rasprostranenie radiovoln i fizika atmosfery. Novosibirsk: Nauka, 1981. P. 211–214.
  21. Evans W.F.J., Hanten D.M., Llewellyn E.J., Vallance-Jones A. Altitude profile of the infrared atmospheric system of oxygen in the dayglow // J. Geophys Res. 1968. V. 73, N 9. P. 2285–2896.
  22. Belyj T.A., Zelenin Ju.A. Ob ionnoj i jelektrostaticheskoj prirode aktivacii linejnyh oblachnyh anomalij nad sejsmicheski aktivnymi zonami // Geofiz. zh. 2012. V. 34, N 3. P. 145–154.
  23. Mak-Iven M., Filips L. Himija Atmosfery. M.: Mir, 1978. 376 p.
  24. Savun O.I., Senchuro I.N., Shavrin N.I., Shumshurov V.I. Raspredelenie doz radiacii v radiacionnyh pojasah zemli v gody maksimuma solnechnoj aktivnosti // Kosm. issled. 1973. V. 11, N 1. P. 119–129.
  25. Ogawa T., Tanaka E., Tamura Y. Measurement plan of atmospheric electrical field for altitudes between 0 and 60 km // Fourth International Conference on General Aspects of Atmospheric Electricity Int. Comm. Atmos. Electr. Tokyo, 1968.
  26. Majorov S.A., Tkachev A.N., Jakovlenko S.I. Neozhidannye svojstva klassicheskoj kulonovskoj plazmy, obnaruzhennye na osnove modelirovanija iz pervoprincipov // Mat. modelir. 1992. V. 4, N 7. P. 3–30.
  27. Majorov S.A., Tkachev A.N., Jakovlenko S.I. Metastabil'naja pereohlazhdennaja plazma // Uspehi fiz. nauk. 1994. V. 164, N 3. P. 297–307.
  28. Tkachev A.N., Jakovlenko S.I. O kollektivnyh kolebanijah metastabil'noj pereohlazhdennoj plazmy // Kratk. soobshh. po fiz. FIAN. 1995. N 11–12. P. 67–72.
  29. Tkachev A.N., Jakovlenko S.I. Stohasticheskoe vozdejstvie i relaksacija klassicheskoj kulonovskoj plazmy // Pis'ma v ZhTF. 1997. V. 23, N 17. P. 68–76.
  30. Tkachev A.N., Jakovlenko S.I. Predel'no neideal'naja metastabil'naja pereohlazhdennaja plazma // Zh. teor. fiz. 1997. V. 67, N 8. P. 42–52.
  31. Demehin F.V., Omel'janenko D.V., Suhorukov V.L., Demehina L.A., Verner L., Kilih V., Jeresman A., Shmorancer H., Shartner K.-H. Interferencionnye jeffekty v processah rezonansnogo vozbuzhdenija 1s–p* molekuly NO // Zh. struktur. himii. 2008. V. 49, N 57. P. S67–S76.
  32. Smirnov B.N. Vozbuzhdennye atomy. M.: Jenergoizdat, 1982. 231 p.
  33. Golubkov G.V., Golubkov M.G., Karpov I.V. Mikrovolnovoe izluchenie atmosfery, inducirovannoe impul'snym gamma-istochnikom // Him. fiz. 2011. V. 30, N 5. P. 61–74.
  34. Ridbergovskie sostojanija atomov i molekul / Pod red. R. Stebbingsa, F. Danninga. M.: Mir, 1985. 496 p.
  35. Golubkov G.V., Manzhelij M.I., Karpov I.V. Himicheskaja fizika verhnej atmosfery // Him. fiz. 2011. V. 30, N 5. P. 55–60.
  36. Tablicy fizicheskih velichin / Pod red. I.K. Kikoina. M.: Atomizdat, 1976. 1009 p.
  37. Pekar S.I. Issledovanija po jelektronnoj teorii kristallov. M.–L.: Gostehizdat, 1951. 256 p.
  38. Agranovich V.M. Teorija jeksitonov. M.: Nauka, 1968. 384 p.
  39. Vostrikov A.A., Dubov D.Ju. Absoljutnye sechenija prilipanija jelektrona k molekuljarnym klasteram. I. Obrazovanie (CO2)N// Zh. teor. fiz. 2006. V. 76, iss. 5. P. 8–15.
  40. Vostrikov A.A., Dubov D.Ju. Absoljutnye sechenija prilipanija jelektrona k molekuljarnym klasteram. II. Obrazovanie (H2O)N-, (N2O)N-, (N2)N- // Zh. teor. fiz. 2006. V. 76, iss. 12. P. 1–15.
  41. Haslett J.С., Megill L.R., Schiff H.I. Rocket measurements of oxygen O2(1Dg) // Can. J. Phys. 1969. V. 47, N 21. P. 2351–2354.
  42. Reid G.C. Production and loss of electrons in the quiet daytime D region of the ionosphere // J. Geophys. Res. V. 75, N 13. P. 2551–2562.
  43. Smith G.D., Molina L.T., Molina M.J. Temperature dependence of O(1D) quantum yields from the photolysis of ozone between 295 and 338 nm // J. Phys. Chem. 2000. V. 104, N D3. P. 8916–8921.
  44. Bass V.P. Molekuljarnaja gazovaja dinamika i ee prilozhenie v raketno-kosmicheskoj tehnike. K.: Naukova dumka, 2008. 269 p.
  45. Oraevskij A.N. Sushhestvuet li kollektivnyj dijelektrik? // Pis'ma v ZhJeTF. 2003. V. 78, iss. 1. P. 8–10.
  46. Abragam M., Bekker R. Teorija jelektrichestva. M.–L.: ONTI, 1936. 282 p.
  47. Gutl´e C., Savin A., Krieger J.B., Chen J. Correlation energy contributions from low-lying states to density functionals based on an electron gas with a gap // Int. J. Quantum. Chem. 1999. V. 75, N 4/5. P. 885–888.
  48. Gutl´e C., Savin A. Orbital spaces and density-functional theory // Phys. Rev. A. 2007. V. 75, iss. 3. P. 032519-1–032519-17.
  49. Levy M., Perdew J.P., Sahni V. Exact differential equation for the density and ionization energy of a many-particle system // Phys. Rev. A. 1984. V. 30, iss. 5. P. 2745–2748.
  50. Vydrov O.A., Voorhis T.V. Dispersion interactions from a local polarizability model // Phys. Rev. A. 2010. V. 81, iss. 6. P. 062708-1–062708-6.
  51. Belyj T.A., Zelenin Ju.A. Analiticheskoe issledovanie prirody sootvetstvija jelektrostaticheskoj i oblachnoj stratifikacii atmosfery // Geofiz. zh. 2013. V. 35, N 4. P. 140–153.

Back