Pagrindinis mokslas

„Airglow“ mokslas

„Airglow“ mokslas
„Airglow“ mokslas
Anonim

Oro švytėjimas, silpnas Žemės viršutinės atmosferos liuminescencija, kurią sukelia oro molekulių ir atomų selektyvus saulės ultravioletinių spindulių ir X spinduliuotės absorbavimas. Didžioji oro srauto dalis išsiskiria iš šio regiono maždaug 50–300 km (31–180 mylių) virš Žemės paviršiaus, o ryškiausia sritis yra sutelkta maždaug 97 km (60 mylių) aukštyje. Skirtingai nei aurora, oro švytėjimas neturi tokių struktūrų kaip lankai ir yra išmetamas iš dangaus visu platumu bet kuriuo metu. Naktinis reiškinys vadinamas naktiniu švytėjimu. Dienos ir prieblandos švytėjimas yra analogiškos sąvokos.

Fotocheminę liuminescenciją (kuri dar vadinama chemiliuminescencija) sukelia cheminės gaunamos saulės radiacijos reakcijos su atomais ir molekulėmis, esančiomis viršutinėje atmosferoje. Saulės šviesa tiekia energiją, reikalingą šioms medžiagoms pakelti į sužadintąsias būsenas, o jos savo ruožtu skleidžia spinduliuotę tam tikrais bangų ilgiais. Atmosferos mokslininkai dažnai stebi natrio (Na), hidroksilo radikalo (OH), molekulinio deguonies (O 2) ir atominio deguonies (O) išsiskyrimą. Natrio išmetamieji teršalai yra natrio sluoksnyje (maždaug 50–65 km [31–40 mylių] virš Žemės paviršiaus), tuo tarpu OH, molekulinio deguonies ir atominio deguonies išmetama daugiausia 87 km (54 mylių), 95 aukštyje. km (60 mylių) ir 90–100 km (56–62 mylių).

Šių molekulių ir atomų skleidžiamą radiaciją galima pastebėti matomoje elektromagnetinio spektro dalyje. Natrio išsiskyrimo bangos ilgis yra maždaug 590 nm, todėl jie atrodo geltonai oranžiniai. Tačiau išmetamųjų OH ir molekulinio deguonies bangų ilgiai apima plačiąsias juostas, atitinkamai atitinkamai nuo maždaug 650–700 nm (raudona) ir nuo 380 iki 490 nm (nuo violetinės iki mėlynos). Atominės deguonies emisijos, priešingai, išsiskiria trimis skirtingais bangų ilgiais, esančiais 508 nm (žalia), 629 nm (oranžinė raudona) ir 632 nm (raudona) bangų elektromagnetiniame spektre.

„Nightglow“ yra labai silpnas matomoje spektro srityje; Apšvietimas, kurį jis suteikia horizontaliam paviršiui žemėje, yra beveik toks pat, kaip ir žvakės, esančios 91 metro (300 pėdų) aukštyje, apšvietimas. Infraraudonųjų spindulių srityje jis gali būti apie 1000 kartų stipresnis.

Stebėjimai iš Žemės paviršiaus ir duomenys iš kosminių laivų bei palydovų rodo, kad didžioji nakties švytėjimo metu išskiriamos energijos dalis susidaro rekombinacijos procesų metu. Vienoje tokio proceso, spinduliavimo energijos yra grąžinamas, kai deguonies atomai rekombinuotis, kad sudarytų molekulinio deguonies, O 2, kuris iš pradžių tampa atskirti nuo sugeria saulės spindulių. Kito proceso metu laisvieji elektronai ir jonai (ypač jonizuotas atominis deguonis) rekombinuojasi ir skleidžia šviesą.

Panašu, kad dienos metu ir prieblandoje saulės spindulių išsisklaidymas natrio, atominio deguonies, azoto ir azoto oksido dėka skatina oro srautą. Be to, kosminių spindulių iš gilios kosmoso spinduliuotės ir viršutinės atmosferos neutralių atomų bei molekulių sąveika gali turėti reikšmės tiek naktiniams, tiek dienos reiškiniams aukštose platumose.