Hoved vitenskap

Airglow science

Airglow science
Airglow science

Video: Earth's Airglow Explained 2024, Kan

Video: Earth's Airglow Explained 2024, Kan
Anonim

Luftglødning, svak luminescens av jordens øvre atmosfære som er forårsaket av luftmolekylers 'og atoms' selektive absorpsjon av ultrafiolett sol og X-stråling. Det meste av luftgløden kommer fra regionen omtrent 50 til 300 km over jordens overflate, med det lyseste området konsentrert i høyder rundt 97 km (60 miles). I motsetning til auroraen, viser ikke luftgløften strukturer som buer og slippes ut fra hele himmelen til alle breddegrader til enhver tid. Det nattlige fenomenet kalles nattglødning. Døgnglødning og skumringens glød er analoge betegnelser.

Fotokjemisk luminescens (som også kalles kjemiluminescens) er forårsaket av de kjemiske reaksjonene fra innkommende solstråling med atomer og molekyler til stede i den øvre atmosfæren. Sollys forsyner energien som trengs for å heve disse materialene til spente tilstander, og de produserer igjen utslipp på bestemte bølgelengder. Atmosfæriske forskere observerer ofte utslipp fra natrium (Na), hydroksylradikal (OH), molekylært oksygen (O 2) og atomisk oksygen (O). Utslipp av natrium skjer i natriumlaget (ca. 50 til 65 km over jordens overflate), mens utslipp fra OH, molekylært oksygen og atomisk oksygen er mest konsentrert i en høyde av 87 km, 95 miles km (60 miles) og 90–100 km (56–62 miles).

Stråling fra disse molekylene og atomer kan observeres i den synlige delen av det elektromagnetiske spekteret. Bølgelengden til natriumutslipp er ca. 590 nm, slik at de virker gul-oransje. Bølgelengdene til utslipp fra OH og molekylært oksygen spenner imidlertid over brede bånd som varierer fra henholdsvis 650 til 700 nm (rød) og 380 til 490 nm (fiolett til blått). I kontrast skjer atomutslipp av oksygen ved tre forskjellige bølgelengder lokalisert ved 508 nm (grønn), 629 nm (oransje-rød) og 632 nm (rød) innenfor det elektromagnetiske spekteret.

Nattgløtt er veldig svakt i det synlige området av spekteret; belysningen det gir til en horisontal overflate ved bakken er omtrent den samme som fra et stearinlys i en høyde av 91 meter (300 fot). Det er muligens omtrent 1000 ganger sterkere i det infrarøde området.

Observasjoner fra jordas overflate og data fra romfartøy og satellitter indikerer at mye av energien som sendes ut under nattslyng kommer fra rekombinasjonsprosesser. I en slik prosess frigjøres strålende energi når oksygenatomer rekombinerer for å danne molekylært oksygen, O 2, som opprinnelig hadde blitt dissosiert ved å absorbere sollys. I en annen prosess kombinerer og frigjør frie elektroner og ioner (spesielt ionisert atomisk oksygen) lys.

På dagtid og i skumring synes prosessen med resonansspredning av sollys med natrium, atomisk oksygen, nitrogen og nitrogenoksid å bidra til luftgjennomstrømning. Dessuten kan interaksjoner mellom kosmiske stråler fra dype rom og nøytrale atomer og molekyler i den øvre atmosfæren spille en rolle i både nattlige og dagtidsfenomener i høye breddegrader.