Астрономы открыли неожиданные перемены в атмосфере Венеры

Международная группа астрономов обнаружила, что средние и верхние слои венерианской атмосферы ведут себя намного более динамично, чем представлялось ранее.

Ось вращения Венеры почти перпендикулярна плоскости орбиты, а эксцентриситет орбиты очень мал – потому здесь нет смены сезонов. Сернокислотные облака работают как отличное одеяло, ветры успешно уравнивают температуру дневной и ночной стороны планеты, большая масса атмосферы обуславливает инерционность всех процессов, а почти полная потеря Венерой воды означает отсутствие её испарения и осадков — ещё одного фактора изменчивости погоды.

Облака Венеры в ультрафиолете. Снимок 1979 года, выполненный аппаратом Pioneer Venus Orbiter (фото NASA).

В свете сказанного кажется, что от такой атмосферы трудно ждать каких-то заметных перемен. Но это представление опровергает новая работа группы учёных из США, Германии и Бельгии.

Хотя раскалённая Венера расположена ближе к Солнцу, чем Земля, погода на второй планете в целом намного более спокойная и постоянная. Любая заметная изменчивость здесь оказывается сюрпризом для учёных. На снимках — атмосфера Венеры в ультрафиолете (вверху) и инфракрасном диапазоне (внизу). Съёмка с европейского спутника Venus Express (фото ESA/MPS/DLR/IDA, VIRTIS/INAF-IASF/Obs. de Paris-LESIA).

Исследователи перелопатили и сопоставили между собой массу спектроскопических съёмок Утренней звезды за 1990, 1991, 2007 и 2009 годы, а также измерения, проведённые совсем недавно. Так удалось вычислить температуры в верхней мезосфере и нижней термосфере Венеры (примерно на высоте 110 километров) на разных широтах и в разное время.

Тут-то открылись странности, не согласующиеся с общепринятой моделью венерианской атмосферы. По информации NASA, хотя воздух над полярными регионами в этих слоях атмосферы был холоднее, чем воздух над экватором в большинстве измерений, время от времени он оказывался теплее.

Далее. Несмотря на то, что в нижней атмосфере температуры довольно стабильны, в мезосфере и термосфере учёные открыли краткосрочные (несколько земных дней) и долгосрочные (до 10 лет) колебания температуры. В низких широтах они достигали 30 кельвинов, а в районах полюсов — 15 К.

При этом в начале 1990-х годов температура на 110-километровой отметке в среднем оказалась на 10-20 К выше, чем в 2009-м.

Авторы работы предполагают, что так проявляет себя циркуляция масс (от экватора к полюсам и обратно), напоминающая (но не полностью идентичная) так называемые ячейки Хадли на Земле.

Ещё за турбулентность, перемешивание воздуха (не только по широтам, но и по высоте) и изменчивость его температуры могут отвечать сталкивающиеся скоростные потоки, в том числе те, что создаются большим вихрем на южном полюсе.

Южный полярный вихрь Венеры в инфракрасном свете, отснятый аппаратом Venus Express. Видны облака на высотах порядка 65 км. Более тёмные районы соответствуют большей температуре и меньшей высоте. Самый глубокий и тёплый участок — центр вихря, его температура составляет минус 23 градуса по Цельсию (фото ESA/VIRTIS/INAF-IASF/ Obs. de Paris-LESIA).

Наконец, в долговременных колебаниях температуры может быть виновата изменчивая солнечная активность, влияющая на облачный слой. Последний регулирует поступление света, а значит и энергии, к планете.

Астрономы считают, что солнечный нагрев может приводить к восходящим и нисходящим потокам, смешивающим тёплые нижние слои с холодными верхними.

Кстати, облачный покров Венеры располагается на высотах 30-65 км. И хотя под ним жарко (поверхность планеты нагревается до 460 градусов по Цельсию), выше облаков — прохладно. На высоте порядка 110 км исследователи намеряли температуру от -73°C до -33°C.

В целом атмосфера Венеры оказалась более изменчивой и динамичной, чем следовало из предыдущих наблюдений. И это открытие важно в свете сравнения Венеры с Землёй – планетой-сестрой столь похожей и непохожей одновременно. (Детали нового исследования раскрывает статья в журнале Icarus.)