A Cassini-Huygens Visual Infrared Mapping Spektrométerrel kapott színtelen Titan képeket. Kép jóváírása: Kattintson a nagyításhoz
A közelmúltbeli Cassini, Huygens és Föld-alapú megfigyelések felhasználásával a tudósok képesek voltak létrehozni egy számítógépes modellt, amely megmagyarázza többféle etán- és metánfelhő képződését a Titánon.
A közelmúltban felhősödés figyelhető meg a Titánon, a Szaturnusz legnagyobb holdján, a vastag ködön keresztül, közeli infravörös spektroszkópiával és a déli pólus és a mérsékelt térség képeivel 40-nél? Déli. A földi távcsövek és a NASA / ESA / ASI Cassini űrhajók közelmúltbeli megfigyelései betekintést nyújtanak a felhőklimatológiába.
Egy európai csapat, Pascal Rannou vezetésével, a Service d? Aeronomie-ból, az IPSL Versailles-St-Quentin Egyetemen, Franciaország, egy olyan általános cirkulációs modellt dolgozott ki, amely összekapcsolja a dinamikát, a ködöt és a felhőfizikát a Titán éghajlat tanulmányozása céljából, és lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük, hogyan a megfigyelt fő felhőfunkciók előállnak.
Ez az éghajlati modell azt is lehetővé teszi a tudósok számára, hogy megjósolják a felhők eloszlását a teljes titánévben (30 földi év), és különösen a Cassini megfigyeléseinek következő éveiben.
Az 1980-as évek elején lezajlott Voyager-missziók adták az első jeleket a kondenzvíz felhőkről a Titanon. A hold atmoszférájának (tropopause) hideg hőmérséklete miatt feltételezték, hogy a fotokémia által a felső légkörben képződött szerves vegyi anyagok többsége felhőkké süllyed, miközben elsüllyed. Úgy véltek, hogy a metán nagy magasságban is kondenzálódik a felszínről.
Azóta a Titán légkörének több egydimenziós modelljét, beleértve a kifinomult mikrofizikai modelleket, elkészítették az etán- és metáncseppek képződésének előrejelzésére. Hasonlóképpen, a metán ciklust külön-külön tanulmányozták egy keringési modellben, de felhőmikrofizika nélkül.
Ezek a tanulmányok általánosságban azt találták, hogy a metánfelhők akkor válhatnak létre, amikor a levegőcsomagok felmelegsznek, miközben felfelé vagy az Egyenlítőtől a pólusig haladnak. Ezek a modellek azonban alig tudták megragadni a metán és az etán felhő ciklusainak finom részleteit.
Amit Rannou csapata tett, az az, hogy a felhő mikrofizikai modelljét összekapcsolja egy általános cirkulációs modellel. A csoport most már azonosíthatja és magyarázhatja többféle etán- és metánfelhő kialakulását, ideértve a déli sarki és szórványos felhőket a mérsékelt térségben, különösen 40 ° C-on? S a nyári féltekén.
A tudósok úgy találták, hogy a felhők becsült fizikai tulajdonságai a modellben jól illeszkednek a legújabb megfigyelésekhez. Az eddig megfigyelt metán felhők olyan helyeken jelennek meg, ahol a modell szerint várhatóan emelkedő légmozgások vannak.
A megfigyelt déli sarki felhő az adott „Hadley cella” vagy a függőlegesen keringő levegő tetején jelenik meg pontosan ott, ahol a déli pólusnál 20-30 kilométer magasságban megjósolják.
Az ismétlődő nagy zónás (hosszanti irányú) felhők 40 ° C-on? Az S és az alsó szélességben megjelenő lineáris és diszkrét felhők szintén korrelálnak a troposzféra hasonló cirkulációs cellájának felemelkedő részével, míg a Cassini által már megfigyelt lineáris és diszkrét felhőkhöz hasonlóan alacsonyabb szélességű kisebb felhők inkább keverési folyamatok.
„A cirkulációs modellünkben a felhők szükségszerűen egyszerűsödnek a valódi felhőkhöz képest, azonban a fő felhőfunkciók, amelyeket előre jeleztünk, megfelelőket találnak a valóságban.
"Konzisztens módon modellünk olyan felhőket hoz létre, ahol a felhőket ténylegesen megfigyelik, de előrejelzik azokat a felhőket is, amelyeket még nem figyeltek meg vagy még nem figyeltek meg" - mondta Pascal Rannou.
A Titán felhőmintája hasonlónak tűnik a Föld és a Mars fő felhőmintázatához. A rejtélyes felhők 40-kor? Az S-t egy Hadley-sejt növekvő ágával állítják elő, ugyanúgy, mint a trópusi felhők az Intertropical Convergence Zone-ban (ITCZ), mint a Földön és a Marson.
A „sarki sejtek” által termelt sarki felhők hasonlóak a Föld közép szélességi szélességén termelődtekhez. Másrészt a felhők csak bizonyos hosszúságokon jelennek meg. Ez a Titan felhők sajátos jellemzője, és ennek oka lehet a Saturn árapály-hatása. A felhők eloszlásának dinamikus eredetét a Titanon könnyű tesztelni.
A felhők előrejelzését a következő évekre összehasonlítják a Cassini és a földi távcsövek megfigyeléseivel. A konkrét események bizonyosan bizonyítják a keringés szerepét a felhő eloszlásában.
Eredeti forrás: ESA portál
