Спрайты представляют собой крупные светящиеся разряды в диапазоне высот атмосферы Земли от 40 до 90 км после интенсивных разрядов молний между грозовыми облаками и землей (Sentman et al., 1995; Pasko, 2007; Pasko et al., 2012). Большинство исследований спектров спрайтов и электронной кинетики молекул в средней атмосфере Земли (Morrill et al., 1998; Gordillo-Vazquez, 2010; Gordillo-Vazquez et al., 2012) ограничивались моделированием электронной кинетики триплетных состояний N2 на высотах свечения спрайтов. Кроме того, электронная кинетика триплетов и ее роль в химическом и тепловом балансе атмосферы были тщательно изучены в лабораторных условиях стримерного разряда.
Основная цель данной работы - исследование влияния электронно-возбужденных триплетных состояний молекул N2 на образование синглетных состояний O2 в средней атмосфере во время спрайтов с учетом процессов столкновения на этих высотах. Численно показаны влияние неупругих столкновений молекул на колебательные населенности молекул O2(a1Δg) и O2(b1Σg+) при атмосферных разрядах и зависимость вкладов триплетного молекулярного азота в образование синглетного кислорода от плотности атмосферы. Относительный вклад молекулярных столкновений более выражен на высоте 70 км и уменьшается с увеличением плотности атмосферы. Кроме того, впервые показано, что существует значительное влияние O2(b1Σg+) на населенности O2(a1Δg,v=0 и 2). Рассчитанный вклад O2(b1Σg+) увеличивается с ростом высоты. Возбуждение рассмотренных состояний O2(a1Δg,v=0) и O2(a1Δg,v=2) молекулами O2(b1Σg+) связано с межмолекулярным переносом энергии электронов (Kirillov, 2012) и электронно-колебательным процессом (Kirillov, 2013), соответственно.