Искусственные спутники Марса выявили сезонную схему пылевых бурь
AstroNews.ru - 10 Июня 2016 21:57:55
Спустя десять лет изучения изображений пылевых бурь с орбиты с целью выявления сезонных закономерностей в появлении и развитии пылевых бурь лучшую закономерность находит изучение температурных колебаний атмосферы красной планеты.
6 марсианских лет искусственные спутники НАСА фиксировали температурные колебания Марса. И вот теперь получена схема трех категорий крупных региональных пылевых бурь, появляющихся в последовательности примерно в одно и то же время каждый год весной и летом южного полушария. Марсианский год приблизительно равен двум земным.
«Теперь, когда мы смотрим на температурную модель атмосферы Марса, а не на орбитальные фотографии пылевых формирований, мы наконец видим некоторую систематичность в крупных песчаных бурях», – говорит Дэвид Касс Лаборатории реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния, оператор спектрографа Mars Climate Sounder автоматической межпланетной станции Mars Reconnaissance Orbiter и ведущий автор труда, опубликованного на этой неделе в Geophysical Research Letters.
«Выявление закономерности появления региональных пылевых бурь – это шаг вперед к пониманию базисных атмосферных свойств, управляющих ими, – говорит Дэвид Касс. – Нам еще многое предстоит узнать, но это хорошее начало».
Пыль, поднимаемая марсианскими ветрами, имеет прямую связь с температурой атмосферы: пыль поглощает солнечный свет, тот нагревает полной пыли воздух еще сильнее, чем будь он просто чистым. В некоторых случаях разница в температуре между пильным воздухом и чистым огромна и превышает 35°C. Такое нагревание также влияет на глобальное распределение ветров, которое может формировать нисходящие потоки, нагревающие воздух вне накрытых пылью областей.
Улучшение возможности предсказывать крупные, потенциально опасные пылевые бури на Марсе может дать преимущества в плане безопасности при планировании роботизированных или пилотируемых миссий на поверхность планеты. Также, определяя подобные атмосферные закономерности и классифицируя пылевые бури, исследователи продвигаются в понимании того, как сезонные локальные события влияют на глобальные погодные условия на протяжении всего марсианского года.
НАСА отправляло искусственные спутники на Марс с 1997 года. Спектрограф Mars Climate Sounder, установленный на станции Mars Reconnaissance Orbiter, достигшей Марса в 2006 году, проводил анализ атмосферы в инфракрасном диапазоне. Касс и соавторы проанализировали данные по температуре, представляющие широкий слой с центром на высоте около 25 км над марсианском поверхностью. Это достаточная высота, для наибольшего влияния региональных штормов, но не локальных.
Большинство марсианских пылевых бурь локальные, составляющие менее 2000 км в диаметре и рассасывающиеся в течение нескольких дней. Некоторые из них становятся региональными, накрывая чуть ли не треть планеты и продолжающиеся до трех недель. Региональные бури способны скрывать южное полушарие Марса. Дважды с 1997 года пылевые бури глобального масштаба полностью накрывали Марс. Поведение крупных региональных и глобальных бурь на данный момент неясно, и годы с глобальными бурями не были включены в исследование. Три крупных региональных бури, получившие названия категорий A, B и C, появлялись каждый марсианский год наблюдений.
Множество небольших пылевых бурь образуются последовательно близ марсианского северного полюса во время северной осени, что схоже с нашими арктическими штормами, что налетают друг за другом на берега Северной Америки в холодные сезоны.
«Некоторые из них срываются с места и направляются на юг вдоль одних и тех же излюбленных троп», – говорит Касс. – Если они входят в южное полушарие, где сейчас середина весны, они становятся теплее и могут разрастись в более мощные пылевые бури категории A».
Весна и лето южного полушария Марса в наши дни значительно теплее весны и лета северного полушария. Связано это с тем, что эксцентриситет орбиты Марса делает планету ближе к Солнцу к концу южной весны. Южные весна и лето считались самыми пыльными сезонами марсианского года и сезонами глобальных пылевых бурь еще до доклада.
Когда буря категории А с севера движется в южное полушарие, где сейчас весна, солнечный свет, отраженный с частиц, греет атмосферу. Полученная энергия усиливает ветра. Чем сильнее ветра, тем больше пыли поднимается в атмосферу, что далее расширяет зону поражения и высоту бури.
В противоположность первой категории, бури категории В формируются ближе к южному полюсу сразу позже начала южного лета. Они могут происходить из ветров, образующихся на границе отступающей южной полярной шапки из диоксида углерода.
Бури категории С образуются сразу после окончания бурь категории В. Они берут начало на севере в период северной зимы (южного лета) и движутся по направлению к южному полушарию как бури категории А. Из года в год бури категории С разнятся по силе в плане максимальной температуры и продолжительности, чего не происходит с бурями категорий А и В.