Циркуляция мезосферы Венеры по измерениям с космических аппаратов

• Автор: Хатунцев, Игорь Валерьевич
• Шифр специальности: 01.03.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Зональный термический ветер

1.1 Г еометрия наблюдений

1.2 Постановка задачи

1.3 Проблема граничных условий

1.4 Результаты по зональному термическому ветру

1.5 Периодичность изменения скорости ветра

1.6 Данные, полученные с использованием «южного» сеанса

1.7 Выводы по Главе

Г лава 2. Циркуляция атмосферы по данным ультрафиолетовых наблюдений облачного покрова Венеры
2.1 Прибор VMC проекта Venus-Express
2.2 Визуальная оценка скорости ветра по паре изображений облачного покрова
2.3 Широтные профили, полученные по отдельным орбитам
2.3.1 Орбита 0281
2.3.2 Орбита 0462
2.4 Средний широтный профиль
2.5 Проявления солнечно-связанной зависимости скорости ветра, определенной по УФ-наблюдениям
2.6 Выводы по Главе
Глава 3. Динамика южной полярной области
3.1 Изображающий спектрометр VIRTIS проекта Venus-Express
3.2 Полярный диполь
3.3 Динамика полярной области по изображениям, полученным в канале 1,74 мкм
3.3.1 Орбита 0352
3.3.2 Орбита 0474
3.4 Динамика полярной области по изображениям, полученным в канале 3,70 мкм
3.4.1 Орбита 0352
3.4.2 Орбита 0474
3.5 Зависимости меридиональной компоненты скорости ветра от долготы и местного времени
3.6 Выводы по Главе
Глава 4. Режим циркуляции атмосферы вблизи верхней границы мезосферы по данным перемещения кислородных облаков
4.1 Особенности циркуляции верхней мезосферы, кислородные облака
4.2 Измерение скорости перемещения кислородных облаков, широтные профили
4.3 Зависимость скорости перемещения кислородных облаков от местного солнечного времени
4.4 Выводы по Главе
Заключение
Список литературы
Основные публикации по теме диссертации
Список сокращений
Приложение 1. Параметры базы данных по УФ наблюдениям УМС
Приложение 2. Средний широтный профиль, полученный по УФ-изображениям

Приложение 3. Параметры базы данных по измерениям перемещения кислородных облаков (УНШБ, 1,27 мкм)

Введение
Среди планет земной группы Венера обладает самой массивной атмосферой. Отношение массы атмосферы к массе планеты для Венеры составляет 8,6x10"7, что более чем на два порядка превышает аналогичное соотношение для Земли. Атмосфера в основном состоит из углекислого газа (С02) - 96,5% - с небольшой примесью азота (N2) - 3,5%. На долю остальных газов, таких как окись углерода (СО), двуокись серы (S02), водяной пар (Н20), аргон (Аг), гелий (Не) и прочие малые составляющие, приходится менее 0,1%. Давление у поверхности составляет около 90 бар. Характерной особенностью атмосферы Венеры является наличие плотного облачного покрова -20-километровой толщи сернокислого аэрозоля. Верхняя кромка облаков расположена на высоте 65-70 км.
Венера - медленновращающаяся планета. Вращение - ретроградное, т.е. с востока на запад. Сидерический период обращения составляет 243 земных суток. На этом фоне циркуляция венерианской атмосферы представляет собой уникальное явление в физике планетных атмосфер. Атмосферные массы над верхней кромкой облаков, т.е. на высотах порядка 65 - 70 км в области средних широт, движутся со скоростями порядка 100 м/с. Таким образом, атмосфера на этих высотах делает полный оборот вокруг планеты за 4 - 4,5 земных суток, в то время как синодический период обращения Венеры (солнечные сутки) составляет 117 земных суток. Это явление получило название суперротации (см., например, Gierasch et al., 1997). Направление суперротации то же самое, что и направление вращения Венеры, - ретроградное. Механизм возникновения суперротации до сих пор недостаточно изучен. Предполагается, что суперротация в венерианской атмосфере вызвана солнечно-связанными тепловыми приливами.
Суперротация атмосферы Венеры была впервые обнаружена по наземным наблюдениям изображений облачного покрова (Boyer & Camichel,

Интересно, что для вечерней стороны (Ь5 изменяется от 180 до 360°) аналогичная зависимость итах(ф) получается очень близкой к зависимости (1.14) и выглядит следующим образом:
«тах() = -72,1-с°8)-60,5 (1-15)
Как видно из зависимостей (1.14) и (1.15), итах~со8(ф), что является аргументом в пользу «твердотельности» вращения высокоширотной области, на границе которой находится ветровой джет.
Широта, град
Рис. 1.13 Зависимость скорости зонального термического ветра в основном джете от широты. Символами «+» обозначены данные, относящиеся к восходящему участку орбиты (Ь5 изменяется от 0 до 180° - «утренняя сторона»), а «х» - к нисходящему (Ь5 изменяется от 180 до 360° - «вечерняя сторона»). Сплошная линия иллюстрирует зависимость (1.14), пунктир -(1.15).
В-третьих, была обнаружена корреляция между скоростью в максимуме основного ветрового джета и высотой. На Рис. 1.14 представлена зависимость скорости зонального термического ветра от высоты положения максимума