|
Жуткая погода Венеры
|
|
|
|
Условия на поверхности Венеры в течение десятилетий оставались загадкой. Карл Саган, как известно, отмечал, что люди быстро приходят к поспешным выводам, например, о том, что там обитают динозавры, основываясь на скудных свидетельствах, собранных на планете. Но то, что у нас мало фактических данных, не означает, что мы не можем делать выводы, а еще лучше - моделировать, на основе тех данных, которые у нас есть.
|
|
|
|
В новой статье Максенса Лефевра из Сорбонны и его коллег собраны те небольшие данные, которые были собраны с поверхности Венеры, и они используют их для проверки модели того, какими могут быть ветровые и пылевые условия там, внизу, — все это для того, чтобы облегчить работу следующего этапа исследования Венеры.
|
|
|
|
В статье, которая доступна в виде предварительной печати на arXiv, основное внимание уделяется двум основным показателям - перепадам температуры и переносу пыли. Важно отметить, что в нем по-разному моделируются разные части планеты, что является первым подобным исследованием, но оно абсолютно необходимо для выделения некоторых особенностей, которые являются движущими силами, стоящими за этими двумя условиями. Но ключевая сила, определяющая как температуру, так и перенос пыли, на Венере та же, что и на Земле, — ветер.
|
|
|
|
Измерения, проведенные с "Венеры", одного из немногих аппаратов, когда-либо успешно приземлившихся на поверхность Венеры, показали, что скорость ветра в нижних слоях атмосферы составляет жалкие 1 м/с. По сравнению с 20 м/с на Земле или даже с 40 м/с на Марсе, это, возможно, не так уж много. Но атмосфера Венеры плотнее, чем у нас или Марса, поэтому для разгона до скоростей, эквивалентных скоростям ее родственных планет, потребуется гораздо больше энергии. Тем не менее, это по-прежнему оказывает существенное влияние как на температуру на поверхности, так и на количество пыли в воздухе.
|
|
|
|
|
|
|
"День" на Венере длится 117 земных дней, а ночь не менее продолжительна. Это вызывает значительные изменения в атмосфере, поскольку планета постепенно нагревается солнечным излучением в течение дня и постепенно охлаждается собственным инфракрасным излучением ночью. Но, согласно статье, эти изменения различны для разных регионов планеты — и особенно различаются между "высокогорьем" (то есть горными районами) и "низменностями" (то есть равнинами), а также между тропиками и полюсами.
|
|
|
|
В тропиках наблюдается очень четкий "суточный сдвиг", означающий, что ветры дуют совершенно по-разному в зависимости от того, день сейчас или ночь в их части планеты. В полдень ветры дуют вверх по склону (на техническом жаргоне их называют "анабатическими") из-за нагрева земли под ними, поднимая ее вверх. Однако ночью этот процесс меняется на противоположный, поскольку инфракрасное охлаждение поверхностей приводит к охлаждению воздуха, вызывая нисходящие ветры, известные как "катабатические".
|
|
|
|
Эти процессы оказывают непосредственное влияние на температуру поверхности, поскольку катабатические ветры заставляют воздух, движущийся вниз по склону, сжиматься, тем самым нагревая его и противодействуя инфракрасному охлаждению поверхности в процессе, называемом адиабатическим потеплением. По сути, ветры в горах поддерживают постоянную температуру — с колебаниями менее чем на 1 градус Кельвина между ночным и дневным циклами. Сравните это с колебаниями примерно на 4 градуса Кельвина в "низинах", где не наблюдается такого же эффекта охлаждения.
|
|
|
|
Ближе к полюсам эта динамика меняется, поскольку ветры постоянно находятся в катабатическом движении, что снова компенсирует постоянное инфракрасное охлаждение планеты в этих широтах. Учитывая, что будущие миссии, такие как Envision и Veritas, будут следить за полюсами, полезно иметь представление об этих процессах до их прибытия.
|
|
|
|
Другой зонд, DaVinci, в настоящее время планирует совершить посадку на поверхность Венеры впервые за последние десятилетия. Запланированный спуск будет проходить в районе под названием Альфа Регио, на высокогорном плато недалеко от экватора, которое будет подвержено более умеренным колебаниям температуры, чем некоторые окружающие низменности. Но не повредит ли пыль, летающая вокруг, зондам DaVinci? Вполне возможно — по расчетам исследователей, на 45% территории Альфа-Регио сила ветра достаточна для поднятия "мелкого песка" с размером частиц 75 мкм. Это поставило бы запланированную зону приземления "Давинчи" прямо на пути продолжающегося шторма из мелких частиц, который может несколько изменяться в зависимости от времени суток.
|
|
|
|
Вся эта работа была основана на новом "региональном" моделировании планеты, которое разделило эти отдельные области на поддающиеся расчету погодные модели, вместо того чтобы пытаться смоделировать всю поверхность как один отдельный блок. Но это не значит, что эту работу нельзя усовершенствовать — авторы упоминают о добавлении различных тепловых характеристик к различным частям поверхности, основанных на их альбедо и тепловой инерции, или учете величины теплового поглощения CO2, который преобладает в атмосфере Венеры, при разных температурах.
|
|
|
|
Но у авторов статьи и других исследователей, изучающих атмосферу Венеры, еще есть некоторое время до того, как новая партия зондов прибудет на вторую планету — по крайней мере, когда они это сделают, у них будет лучшее представление о том, что может быть причиной некоторых обнаруженных ими особенностей.
|
|
|
|
Источник
|
