10.3. Полярные зоны
10.3.1. Атмосферные потоки
Венерианская атмосфера простирается более чем на 200 км от поверхности (в различных источниках значения могут отличаться – вплоть до 5500 км).О ее составе и плотности я уже писала. Постоянные ветры на высоте 50-60 км могут достигать скорости в 300 и даже 400 км/час! С приближением к поверхности скорость ветра уменьшается. Так на высоте 10 км она составляет около 10 км/час, а на самой поверхности – от 2 до 4 км/час, что при такой плотности атмосферы тоже весьма ощутимо. Атмосфера Венеры по высоте делится на разные слои, которые имеют различную скорость вращения и различный температурный режим. Плотный слой облаков находится на высотах от 45 до 65 км и выглядит, как показано на следующем рис. 10.6.
[more]
Рис. 10.6. Фотография атмосферы Венеры,
http://www.auto-schlagzeilen.de/wp-content/backup-60e7b/russian-signs-of-life-on-venus-i3.jpg
Здесь приведена комбинированная фотография, полученная с высоты 65 тыс. км на базе изображений ночной стороны атмосферы Венеры в лучах с длиной волны 2, 3 мкм. («Венера-Экспресс»). Она говорит о сложной системе облаков. Более светлый оттенок соответствует бóльшему количеству излучения, исходящего от поверхности, что может быть связано с меньшей плотностью облаков. В центре фотографии видно облако, простирающееся на 2000 км в длину и 500 км в ширину. Такие облака наиболее характерны для быстро движущейся атмосферы Венеры. Облачный регион, видимый в нижнем правом углу, расположен на 60° южной широты и представляет область, переходящую в зону вихря на Южном полюсе планеты (о вихрях – чуть позже).
Хочу привести один из последних снимков Венеры, выполненный японским зондом «Акацуки» в 2016 году. Он запечатлел ночную сторону Венеры (рис. 10.7). Снимок венерианских облаков выполнен в инфракрасном свете. На нем хорошо видны широтные потоки в атмосфере планеты. Оранжевая линия, разграничивающая дневную и ночную стороны Венеры (терминатор), выглядит довольно широкой. Это объясняется взаимодействием облаков с солнечным светом.
Рис. 10.7. Снимок Венеры японским зондом «Акацуки»,
http://earth-chronicles.ru/news/2016-06-14-93164
Атмосфера вращается примерно в 60 раз быстрее, чем сама планета. Причина такого несоответствия достоверно не установлена.
Ниже (рис. 10.8) приводится схема циркуляционных атмосферных потоков (Википедия), но сразу же замечу, что потоки, имеющие меридиональное направление, во много раз слабее широтных потоков, совпадающих с направлением вращения планеты:
Рис. 10.8. Атмосферные циркуляционные потоки Венеры
- По высоте атмосфера имеет несколько основных слоев: ближайший к поверхности, как и на Земле, называется тропосферой; затем идет промежуточный слой, называемый мезосферой; на высоте, порядка 100-110 км, начинается более разряженный верхний слой – термосфера. В верхней атмосфере преобладание двуокиси углерода (СО2) сохраняется до высоты 200 км. На высотах 250-300 км его заменяет атмосферный кислород (О) и окись углерода (СО), а выше 500-700 км атмосфера становится чисто водородной и постепенно переходит в межпланетную среду. Температурный минимум в атмосфере приурочен к высотам 100-110 км, т.е. к основанию термосферы. Его значение выражается 160-180 К (от –113 до –93° С). Подъем температуры воздуха выше этого уровня связан с поглощением коротковолновой солнечной радиации. В пределах мезопаузы температура растет с высотой, достигая на дневной стороне Венеры от +27° до +127°C. На ночной же стороне Венеры в пределах мезопаузы происходит значительное выхолаживание и температура падает до –173°C. Эту область, самую холодную на Венере, иногда даже называют криосферой.Вот как описывается приведенная схема в http://galaxy-science.ru/stati/item/308-obzor-venera.html- :
Ветры в атмосфере Венеры создаются конвекцией: горячий воздух над экватором поднимается вверх и растекается к полюсам. Это глобальное вращение носит название вращение Хэдли (Hadley). Конвективные ячейки Хэдли простираются от экваториального региона до 60° широт в каждом полушарии. Эта тенденция присутствует на всех уровнях, которые можно наблюдать с помощью средств отслеживания ветров, а холодное кольцо – «воротник» – находится вокруг каждого полюса примерно на 70° широтах.
На широтах близких к 60° вращение Хэдли приостанавливается: горячий воздух опускается вниз и начинает обратное движение к экватору, этому способствует и высокая концентрация в этих местах угарного газа. Однако вращение атмосферы не прекращается и севернее 60-х широт: здесь господствуют т.н. «полярные воротнички». Они характеризуются низкими температурами, высоким положением облаков (до 72 км.).
…Вокруг самых полюсов планеты, обрамленные «полярными воротничками», действуют - полярные вихри гигантских масштабов, в четыре раза большие, чем их земные аналоги. У каждого вихря есть два глаза — центра вращения, которые называют полярными диполями. Вихри вращаются с периодом около 3 дней в направлении общего вращения атмосферы, причем скорости ветра составляют от 35-50 м/с вблизи их внешних краев до ноля у полюсов.Полярные вихри, как сегодня считают астрономы, это — антициклоны с воротников.
Прошу обратить внимание на так называемые «полярные воротнички», форму полярных вихрей (диполей) и две зоны циркуляции между дневной и ночной сторонами, находящиеся в тропосфере в зонах Северного и Южного полушарий. Имейте в виду, что в данном случае мы имеем не фотографию, не график распределения тех или иных параметров, а просто принципиальную схему.
Сначала о ячейках Хэдли и «полярных воротничках». Напомню еще одну схему из рисунков, который я приводила ранее (рис. 5.23, здесь – рис. 10.9). Правда, это касалось нашей дорогой Земли, но тем не менее…
Рис. 10.9. Схема потоков. Образование «полярных воротничков»
Как, откуда и почему могли образоваться эти самые «полярные воротнички»? Что заставляет их быть выделенными кольцеобразными образованиями? Какая-то противоестественная структура. И как она может быть связана с вихрем внутри полярной зоны? То, что там имеет место быть, я представляю себе не «воротничками», а воронками. Когда конвективный поток в ячейке Хэдли остывает вблизи 60-й широты, - что-то заставляет его, - опустившись ниже, разворачиваться на 180 ° и течь обратно к экватору, чтобы погреться. Если бы ему ничто не мешало, он спокойно перевалил бы 60-е вместе с «воротничками» и направился в сторону полюса. Видимо, там должна быть явная и надежная преграда. И тому есть экспериментальные подтверждения. Только моя трактовка их принципиально отличается от официальной. Главное мое возражение касается самой схемы. Как мне кажется, она должна выглядеть следующим образом (рис. 10.10):
Рис. 10.10. Измененная схема циркуляционных потоков
Приведу достаточно весомые, предоставленные научным экспериментом аргументы в пользу утверждения о том, что на полюсах Венеры имеет место образование воронок.
Венерой-Экспресс в результате выполнения во время низких облетов серии нырков в верхние слои атмосферы (в июле-августе 2008, октябре 2009, феврале и апреле 2010 годов) установлено, что атмосфера на полюсах Венеры оказалась тоньше, чем ожидалось, и не просто тоньше, а на целых 60%!
…атмосфера над полюсами - на 60%- (!!!) тоньше, чем предполагалось, очень неожиданное открытие. Это может означать, что- в атмосфере протекают непредвиденные естественные процессы (http://www.nashkosmos.su/projects/venus-express/2010/10/2059-venus-express-udivitelnaya-plotnost-atmosfery-na-polyusax/).
Блеск! Нет никаких «воротничков» – есть граница полярного вихря и есть «непредвиденные естественные процессы.
Почему возникло представление о «воротничках»? Выше 100-110 км в атмосфере, независимо от рельефа поверхности, начинается рост температуры. Потоки внутри ячейки Хэдли с высоты примерно 100 км разворачиваются вниз и направляются в сторону экватора. Максимальная высота рельефа вблизи 60° северной широты в горах Максвелла достигает 11,6 км, а средняя высота Земли Иштар порядка 8 км (карта поверхности Венеры приведена ниже). При стокилометровой высоте разворота потоков в ячейке Хэдли уровень высоты поверхности даже в самых возвышенных местах препятствием являться не может. Если бы атмосферные потоки переваливали через возвышенные участки Земли Иштар и гор Максвелла, не было бы никаких ячеек Хэдли. В таком случае была бы единая область потоков, аналогичная верхней циркуляционной зоне между дневной и ночной сторонами, как указано на схеме. Кстати, в атмосфере Земли и других планет с мощной атмосферой тоже наблюдается ячеистое строение, но более сложное, чем у Венеры.
(0)
