Помилкові зображення титану, отримані візуальним інфрачервоним спектрометром Кассіні-Гюйгенса. Кредит зображення: натисніть для збільшення
Використовуючи останні спостереження Кассіні, Гюйгенса та Землі, вчені змогли створити комп'ютерну модель, яка пояснює утворення на Титані декількох хмар етану та метану.
Нещодавно на Титані, найбільшому місяці Сатурна, спостерігали хмари через густу серпанок, використовуючи ближню інфрачервону спектроскопію та зображення південного полюсу та помірних районів близько 40? Південь. Останні спостереження телескопів на базі Землі та космічних кораблів NASA / ESA / ASI Cassini тепер дають уявлення про хмарну кліматологію.
Європейська команда на чолі з Паскалем Раноу з Служби аерономії, IPSL Universite de Versailles-St-Quentin, Франція, розробила загальну модель циркуляції, яка поєднує динаміку, фізику імла та хмари для вивчення клімату Титану та дозволяє нам зрозуміти, як виробляються основні особливості хмари, які спостерігаються.
Ця кліматична модель також дозволяє вченим передбачити розподіл хмар на весь рік Титану (30 земних років), і особливо в наступні роки спостережень Кассіні.
Місії Voyager на початку 1980-х років давали перші вказівки на хмари конденсату на Титані. Через холодну температуру в атмосфері Місяця (тропопауза) передбачалося, що більшість органічних хімічних речовин, що утворюються у верхній атмосфері фотохімією, конденсуються в хмари під час занурення. Метан також конденсувався на великих висотах, як вважалося, транспортувався з поверхні.
З того часу було створено кілька одновимірних моделей атмосфери Титана, включаючи складні мікрофізичні моделі для прогнозування утворення крапель етану та метану. Аналогічно, цикл метану був вивчений окремо в циркуляційній моделі, але без хмарної мікрофізики.
Ці дослідження, як правило, встановили, що метанові хмари можуть спрацьовувати, коли повітряні посилки охолоджуються під час руху вгору або від екватора до полюса. Однак ці моделі навряд чи зафіксували дрібні деталі хмарних циклів метану та етану.
Команда Рану зробила поєднання хмарної мікрофізичної моделі в загальну модель тиражу. Тепер команда може визначити та пояснити утворення кількох типів хмару етану та метану, включаючи південну полярну та спорадичну хмари в помірних регіонах, особливо в 40? S у літній півкулі.
Вчені встановили, що передбачувані фізичні властивості хмар у їхній моделі добре відповідають останнім спостереженням. Метанові хмари, які спостерігали дотепер, з’являються в місцях, де у своїй моделі прогнозуються руху висхідного повітря.
Спостережувана південна полярна хмара з’являється у верхній частині певної «клітини Хадлі», або маси вертикально циркулюючого повітря, саме там, де передбачено на південному полюсі на висоті близько 20-30 кілометрів.
Постійні великі зональні (поздовжній напрямок) хмари при 40? S та лінійні та дискретні хмари, що з’являються у нижніх широтах, також корелюють із висхідною частиною подібної циркуляційної клітини в тропосфері, тоді як менші хмари на низьких широтах, схожі на лінійні та дискретні хмари, які вже спостерігаються Кассіні, швидше утворюються процеси змішування.
«Хмари в нашій тиражній моделі обов'язково спрощуються відносно реальних хмар, однак основні особливості хмари передбачають знайти аналогічну реальність.
"Відповідно, наша модель створює хмари в місцях, де насправді спостерігаються хмари, але вона також передбачає хмари, яких ще не було, або ще не спостерігалося", - сказав Паскаль Раноу.
Хмара Титану схожа на схему основних хмар на Землі та Марсі. Неприємні хмари в 40? S виробляються висхідною гілкою клітини Хадлі, точно так само, як тропічні хмари знаходяться в зоні міжтропічного зближення (ITCZ), як на Землі та Марсі.
Полярні хмари - виробляються «полярними клітинами» - схожі на ті, що утворюються у середніх широтах на Землі. З іншого боку, хмари з’являються лише з деякою довготою. Це специфічна особливість хмари Титану, і це може бути наслідком ефекту припливу Сатурна. Динамічне походження розподілу хмар на Титані легко перевірити.
Прогнозування хмарності на найближчі роки буде порівняно зі спостереженнями, зробленими Кассіні та наземними телескопами. Конкретні події, безумовно, підтвердять роль тиражу в хмарному розподілі.
Оригінальне джерело: Портал ESA
