Условия на поверхности Венеры десятилетиями оставались загадкой. Карл Саган справедливо отмечал, что люди склонны делать поспешные выводы, например, о том, что на планете живут динозавры, на основании скудных данных, собранных с её поверхности. Но отсутствие подробных сведений не мешает нам делать выводы и строить модели на основе имеющихся данных.
Новая работа проливает свет на условия на Венере
В новой статье, написанной Максенсом Лефёвром из Сорбонны и его коллегами, используются скудные данные, собранные с поверхности Венеры, для проверки модели, описывающей условия ветра и переноса пыли. Это облегчит работу будущим исследователям планеты.
Статья, доступная в виде препринта на arXiv, фокусируется на двух основных показателях — колебаниях температуры и переносе пыли. Важно отметить, что впервые в таком исследовании моделируются различные части планеты по-разному.
Измерения ветра на Венере
Данные, полученные с помощью «Венера», одного из немногих аппаратов, успешно приземлившихся на поверхность Венеры, показывают, что скорость ветра у нижней границы атмосферы составляет всего 1 м/с. Для сравнения: на Земле скорость ветра достигает 20 м/с, а на Марсе — 40 м/с. Но атмосфера Венеры толще, чем земная или марсианская, поэтому для достижения аналогичных скоростей потребуется гораздо больше энергии. Тем не менее ветер оказывает существенное влияние как на температуру на поверхности, так и на количество пыли в воздухе.
Суточные колебания и перенос пыли
На Венере «день» длится 117 земных дней, а «ночь» — столько же. Это вызывает значительные изменения в атмосфере: днём планета постепенно нагревается под воздействием солнечного излучения, а ночью — охлаждается за счёт собственного инфракрасного излучения.
Согласно статье, эти изменения различаются в зависимости от региона планеты. Особенно это касается горных районов (высокогорий) и равнин (низменностей), а также тропиков и полюсов.
В тропиках наблюдается очень чёткий «суточный сдвиг»: ветры дуют по-разному в зависимости от времени суток. Днём ветры дуют вверх по склону (в технической терминологии это называется «анабатическими»), из-за нагрева земли под ними. Однако ночью этот процесс меняется: охлаждение ИК-излучением поверхностей приводит к тому, что воздух охлаждается и дуют ветры вниз по склону, известные как «катабатические».
Эти процессы оказывают прямое влияние на температуру поверхности: катабатические ветры вызывают сжатие воздуха, который течёт вниз по склону, тем самым нагревая его и противодействуя ИК-охлаждению поверхности в процессе, называемом адиабатическим нагревом.
Прогнозы для будущих миссий
В будущем миссии, такие как Envision и Veritas, будут направлены на полюса. Поэтому важно понимать эти процессы до их прибытия.
Другой зонд, DaVINCI, планируется впервые за десятилетия приземлиться на поверхность Венеры. Планируемый спуск состоится в регионе под названием Альфа Регио, высокогорном плато вблизи экватора, где колебания температуры будут более умеренными, чем в некоторых окружающих его низменных районах.
Но будут ли зонды DaVINCI засыпаны пылью, плавающей в воздухе? Вполне возможно — по расчётам исследователей, 45% территории Альфа Регио имеют такую силу ветра, которой достаточно для подъёма «мелкозернистого песка» размером частиц 75 мкм. Это означает, что запланированная зона посадки DaVINCI окажется прямо на пути продолжающейся пыльной бури, которая может меняться в зависимости от времени суток прибытия.
Региональное моделирование планеты
Вся эта работа основана на новом «региональном» моделировании планеты, которое разбивает отдельные области на вычислимые модели погоды, а не пытается смоделировать всю поверхность как единый блок. Но это не означает, что эту работу нельзя улучшить — авторы упоминают о добавлении различных тепловых характеристик к различным частям поверхности на основе их альбедо и тепловой инерции или учёта значения теплового поглощения CO₂, преобладающего в атмосфере Венеры, при различных температурах.
Однако у авторов статьи и других исследователей, изучающих атмосферу Венеры, ещё есть время до прибытия новой партии зондов на вторую планету — по крайней мере, когда они прибудут, у них будет лучшее представление о том, что может вызывать некоторые особенности, которые они обнаружат.
Предоставлено Universe Today