10.4. Полярные вихри - Божественный Космос




10.4. Полярные вихри

Ну, а теперь мы подошли к полярным вихрям, которые на той же схеме с «воротничками» символически изображены в виде двух объединившихся спиралей. Но это тоже не факт. Полярные вихри на обоих полюсах – образования динамические, они постоянно меняют свою структуру и бывают, как и земные полярные вихри, и с одним «глазом» и с двумя.

[more]

Итак, о полярных вихрях. Вблизи их внешних границ линейная скорость ветра достигает 35—50 м/с и уменьшается до нуля в центрах.

До 2006 года многочисленные наши и американские зонды, изучавшие Венеру, занимались, главным образом, исследованием ее атмосферы и поверхности. Но практически все пролеты мимо Венеры зондов, предназначенных для изучения других планет, и зонды, целью которых было изучение непосредственно Венеры, не имели возможности проводить глубокое изучение полярных районов. Дважды пролетел и делал съемку венерианской поверхности «Маринер 10». Применяя специальное радарное устройство в сочетании с использованием наземных радиотелескопов, зонд «Пионер-Венера 1» в основном проводил съемку поверхности планеты между шестидесятыми параллелями. Наибольшая информация, относящаяся к полярным зонам, была получена благодаря длительной работе на орбите аппарата «Венера-Экспресс». Важной особенностью орбиты являлась ее перпендикулярность экватору Венеры, что способствовало возможности детального исследования полярных районов.

Еще до запуска аппарата «Венера-Экспресс» в 1979 году зондом «Пионер-Венера» на Северном полюсе был обнаружен двойной гигантский вихрь. Благодаря тому, что вихрь имел «два глаза», его назвали «диполем Венеры». Это название настолько укоренилось, что даже одинарные вихри на полюсах Венеры в литературе по данному вопросу часто называют диполями. К сожалению, никакого описания и фотографии северного диполя того периода мне найти не удалось. Просто упоминание о двойном вихре – и все.

А вот Южный полюс был сфотографирован. Два первых изображения бурной атмосферы Южного полюса Венеры были получены «Маринером 10» (в течение его пролета мимо Венеры на пути к Меркурию) и во время миссии «Пионер-Венера» в течение начала 1970-х и 1980-х годов прошлого века (рис. 10.14, .a и .b соответственно). Никаких двойных вихрей-диполей там не было.

 

Рис. 10.14. Фотографии Южного полюса Венеры,

http://www.nashkosmos.su/projects/venus-express/2010/10/2059-venus-express-udivitelnaya-plotnost-atmosfery-na-polyusax/

На первых фотографиях, сделанных в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазоне длин волн, ученые увидели довольно неожиданные детали, в частности «черную воронку» над Южным полюсом (на фотографиях здесь и далее цвета искусственные).

Итак, рассмотрим информацию по полярным зонам, полученную благодаря миссии «Венеры-Экспресс».

Было установлено, что динамика атмосферы на полюсах Венеры сильно отличается от остальной части планеты. Рядом с экватором скорость ветра сильно варьируется в зависимости от высоты: в верхних слоях она вдвое выше, чем в нижних. А на полюсе весь вихрь вращался почти как твердое тело. Исследования верхних и нижних слоев атмосферы планеты показали, что вихри на полюсах имеют «многослойную структуру», слои которой, разумеется, располагаются на разных высотах. Каждый из слоев отличается своим уровнем активности, но, в общем, буря постоянно развивается.

По Северному полюсу информации намного меньше, чем по Южному. Первая замечательная фотография северного полярного диполя была получена в 2006 году в ходе миссии «Венера-Экспресс» (рис. 10.15, фото ESA / AOES Medialab).

 

Рис. 10.15. Двойной ураган на Северном полюсе Венеры. Снимок 2006 года  

В статье «Самые впечатляющие ураганы в Солнечной системе» приводится ролик с вращением этого вихря-диполя, дана схема его функционирования (рис. 10.16):

Рис. 10.16. Схема вращения вихря-диполя,

http://www.liveinternet.ru/community/4949780/post268077056

Все это сопровождается следующим текстом:

Полярный вихрь – гигантский устойчивый шторм наподобие циклона, зависший в атмосфере над полюсами планеты. Практически - любые планеты или спутники, имеющие плотную атмосферу, могут похвастаться подобными атмосферными явлениями, включая Землю.

 Эти - штормы взаимодействуют друг с другом, формируют длительные климатические модели атмосферы и серьезно влияют (по крайней мере, на нашей планете) на изменения климата и озоновый слой.

С помощью спутника Венера-Экспресс Европейского космического агентства, астрономы смогли сделать удивительные снимки и рассмотреть полярные вихри более детально. Устойчивый циклон имеет высоту 20 километров – то есть в 2 раза выше, чем гора Эверест. Похоже, что этот вихрь хаотично блуждает над полюсом. Эта модель отличается от модели полярных вихрей на других планетах, таких как Земля, где вихри ведут себя намного более предсказуемо.

 Для меня в том коротком ролике показалось забавным то, что он должен иллюстрировать северный полярный диполь, вращение вихрей которого происходит в направлении по часовой стрелке, что подтверждается в нескольких публикациях. А на схеме оба вихря закручены против. Оставим это на совести авторов ролика. В общем, по или против часовой стрелки – не суть важно. Будем считать, что схема показывает диполь в зоне Южного полюса, где вращение действительно такое. Хотелось бы знать, как соотносятся два утверждения: «этот вихрь хаотично блуждает над полюсом» и «на полюсе весь вихрь вращался почти как твердое тело». Данная схема – один вариант модели диполя. Возможно, существуют и пары отельных друг от друга вихрей, которые тоже взаимодействуют друг с другом, могут сливаться и расходиться. Непременное условие для соседей – вращение в одну сторону. Тогда при слиянии вихри будут усиливать друг друга. В противоположном случае – гасить.

В обсуждениях есть упоминание о том, что при дальнейших наблюдениях выяснилась нестабильность данного образования. Оказалось, что такой вихрь может преобразовываться в одинарный.

Но основная информация, широко обсуждаемая в интернете и периодической печати, касалась изучения южной полярной зоны Венеры. И вот тут-то и было обнаружено, что вихрь постоянно эволюционирует и может быть как «одноглазым», так и диполем. Он то распадается на составные части, то вновь собирается в одно целое.

Первые переданные аппаратом «Венера-Экспресс» снимки Южного полюса планеты, на которых изображена огромная воронка из хорошо различимых темных облаков, уже вызвали интерес у ученых (рис. 10.17, здесь и далее на фотографиях цвета условные):

Рис. 10.17. Вихрь на Южном полюсе,

http://science.compulenta.ru/565068/

 

Данная фотография выполнена станцией Венера-Экспресс в 2008 году. Желтая точка означает Южный полюс (Фото ESA / VIRTIS / INAF-IASF / Obs. de Paris-LESIA / Univ. of Oxford.).

Но одинарный вихрь трансформируется в диполь, который тоже вращается, эволюционирует. Примером может служить следующая иллюстрация (рис. 10.18):

Рис. 10.18. Вращение дипольного вихря,

http://www.studmed.ru/docs/document24901/доклад-венера?page=5

 

Здесь требуются пояснения (источник тот же):

Размеры диполя 2700х900 км. Он имеет два центра вращения, направленного против часовой стрелки (как и поток зональной циркуляции). Оказалось, что циркуляция в полярных областях южного и северного полушария имеет симметричный характер. …Период вращения южного равен (2,48±0,5) суток. Оба полярных диполя окружены холодным «воротником». Разность температур между ним и диполем в области верхней границы облаков может достигать 50 К. Причина такой температурной структуры связана с характером динамики атмосферы. Красный кружок указывает на Южный полюс, желтый — очерчивает широту 70°. Синяя и зеленая прямые ~ меридианы соответственно 330° и 350°.

Снимки выполнены последовательно через равные промежутки времени. По фиксированному положению меридианов и полюса видно смещение диполя против часовой стрелки. Обратите внимание на цветовую температурную шкалу под фотографиями (температура под ней указана в градусах Кельвина). Самые горячие участки – в центрах обоих вихрей, составляющих диполь. И еще одна деталь: как и на предыдущем снимке, видно, что центр циклона смещен от положения Южного полюса (по опубликованным данным – на 4°).

Добавлю еще один штрих к описанию южной полярной области. В публикации http://www.studmed.ru/docs/document24901/доклад-венера?page=5 приводится 6 изображений, на которых отчетливо можно видеть двойной глаз вихревой структуры вокруг Южного полюса. Последовательность из 6-ти обзоров показывает временные изменения этого двойного вихря. Ниже (рис. 10.19) приведены только три из шести. Спектрометрические фотографии получены в период с12 по 19 апреля 2006 года. На последовательности из 6-ти изображений, кроме изменений структуры и температуры вихря (цветная шкала слева), можно заметить вращение линии терминатора (линия разделения дневной стороны – желтый цвет и ночной стороны – темный цвет на изображении).

Рис. 10.19. Динамика изменения южного полярного вихря,

http://www.studmed.ru/docs/document24901/доклад-венера?page=5

На изображениях по координатной сетке видно также, что вихрь несколько смещен относительно полюса.

Рассмотрим подробнее изменение температуры в области южного полярного диполя, приведенное в публикации http://galspace.spb.ru/nature.file/venus-5.html. На изображении показаны изотермы – линии одинаковой температуры (рис. 10.20).

Рис. 10.20. Южный полярный вихрь и окружающая его зона

Подрисуночная подпись там же гласит:

Температурные изменения полярного вихря и холодного воротника в диапазоне 5.05 микрометра на высотах, приблизительно, в 60 км. Самая теплая область соответствует эллипсу полярного вихря, Т=250К – красная область на дневной стороне Венеры. Изменения температуры в эллипсе не превышает 8К. Самая холодная область (темная) соответствует холодному кольцу-воротнику. Диаграмма справа показывает изменение температуры с высотой, где зеленая линия соответствует зеленой точке на холодном кольце, а красная линия – красной точке в вихре, как видно изменения, Т в вихре меньше.

Снимок вихря выполнен в инфракрасном диапазоне (начиная с высоты 60 км). Под левой частью изображения приведена цветная температурная шкала в градусах Кельвина.

Над Южным полюсом были зарегистрированы облака с морфологией, очень схожей с облаками в зоне Северного полюса, но с более быстрой циркуляцией (по публикации http://galspace.spb.ru/nature.file/venus-5.html).

Сдвоенная структура полярных вихрей и их метаморфозы представляют загадку для ученого мира. Считается, что вихри на Венере не могут являться штормами, так как последние требуют присутствия кориолисовой силы, которая из-за очень малой скорости вращения Венеры вокруг оси не способна создавать вихри. Предполагается, что вихри на Венере могут появляться в результате естественной циркуляции горячего воздуха в атмосфере, а также больших скоростей западного ветра (по материалам http://galspace.spb.ru/index-sat.file/opisan.php?new_page=3). На мой взгляд, на это имеются существенные возражения по данным всех зондов, исследовавших атмосферу Венеры. Во-первых, процессы циркуляции в меридиональном направлении значительно слабее, чем в широтных, но вследствие наличия так называемых «воротничков», а правильнее – воронок, полярные области, в которых даже давление на 60% ниже, чем в остальных широтных регионах, практически не связаны с перемешиванием атмосферы. Во-вторых, температура в полярных зонах выше, чем в областях так называемых «воротничков». Так что, циркуляция не проходит.

К оглавлению



Эзотерические консультации он-лайн

Комментарии: (0)   Оценка:
Пока комментариев нет


Все права защищены (с) divinecosmos.e-puzzle.ru

Сайт Дэвида Уилкока

Яндекс.Метрика



Powered by Seditio