Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://ggreen.chat.ru/atmyp.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Sat Apr 9 22:26:18 2016
Кодировка: Windows-1251
Поисковые слова: integral
Атмосфера Юпитера представляет собой огромную бушую-щую часть планеты, состоящую из водорода и гелия. Механизм, приводящий в действие общую циркуляцию на Юпитере, такой же, как и на Земле: разность в количестве тепла, получаемого от Солнца на полюсах и экваторе, вызывает возникновение гидродинамических потоков, которые отклоняются в зональном направлении кориолисо-вой силой. При таком быстром вращении, как у Юпитера, линии то-ка практически параллельны экватору. Картина усложняется конвек-тивными движениями, которые более интенсивны на границах меж-ду гидродинамическими потоками, имеющими разную скорость. Конвективные движения выносят вверх окрашивающее вещество, присутствием которого объясняется слегка красноватый цвет Юпи-тера. В области темных полос конвективные движения наиболее сильны, и это объясняет их более интенсивную окраску.
Так же как и в земной атмосфере, на Юпитере могут форми-роваться циклоны. Оценки показывают, что крупные циклоны, если они образуются в атмосфере Юпитера, могут быть очень устойчивы (время жизни до 100 тысяч лет). Вероятно, Большое Красное пятно является примером такого циклона. Изображения Юпитера, полу-ченные при помощи аппаратуры, установленной на американских аппаратах "Пионер-10" и "Пионер-11", показали, что Красное пятно не является единственным образованием подобного типа: имеется несколько устойчивых красных пятен меньшего размера.
Спектроскопическими наблюдениями было установлено при-сутствие в атмосфере Юпитера молекулярного водорода, гелия, ме-тана, аммиака, этана, ацетилена и водяного пара. По-видимому, эле-ментный состав атмосферы (и всей планеты в целом) не отличается от солнечного (90% водорода, 9% гелия, 1% более тяжелых элемен-тов).
Полное давление у верхней границы облачного слоя состав-ляет около 1 атм. Облачный слой имеет сложную структуру. Верх-ний ярус состоит из кристаллов аммиака ниже, должны быть распо-ложен облака из кристаллов льда и капелек воды.
Инфракрасная яркостная температура Юпитера, измеренная в интервале 8 - 14 мк, равна в центре диска 128 - 130К. Если рас-смотреть температурные разрезы по центральному меридиану и эк-ватору, можно увидеть, что температура, измеренная на краю диска, ниже, чем в центре. Это можно объяснить следующим образом. На краю диска луч зрения идет наклонно, и эффективный излучающий уровень (то есть уровень, на котором достигается оптическая тол-щина t=1) расположен в атмосфере на большей высоте, чем в цен-тре диска. Если температура в атмосфере падает с увеличением вы-соты, то яркость и температура на краю будут несколько меньше. Слой аммиака толщиной в несколько сантиметров (при нормальном давлении) уже практически непрозрачен для инфракрасного излуче-ния в интервале 8 - 14 мк. Отсюда следует, что инфракрасная ярко-стная температура Юпитера относится к довольно высоким слоям его атмосферы. Распределение интенсивности в полосах СН показы-вает, что температура облаков значительно больше (160 - 170К) При температуре ниже 170К аммиак (если его количество соответствует спектроскопическим наблюдениям) должен конденсироваться; по-этому предполагается, что облачный покров Юпитера, по крайней мере частично, состоит из аммиака. Метан конденсируется при бо-лее низких температурах и в образовании облаков на Юпитере при-нимать участие не может.
Яркостная температура 130К заметно выше, чем равновесная, то есть такая, которую должно иметь тело, светящееся только за счет переизлучения солнечной радиации. Расчеты, учитывающие измере-ние отражательной способности планеты приводят к равновесной температуре около 100К. Существенно, что величина яркостной температуры около 130К была получена не только в узком диапазо-не 8-14мк, но и далеко за его пределами. Таким образом, полное из-лучение Юпитера 2,9 раз превосходит энергию, получаемую от Солнца, и большая часть излучаемой им энергии обусловлена внут-ренним источником тепла. В этом смысле Юпитер ближе к звездам, чем к планетам земного типа. Однако источником внутренней энер-гии Юпитера не являются, конечно, ядерные реакции. По-видимому, излучается запас энергии, накопленный при гравитационном сжатии планеты (в процессе формирования планеты из протопланетной ту-манности гравитационная, когда гравитационная энергия пыли и га-за, образующих планету, должна переходить в кинетическую и затем в тепловую).
Наличие большого потока внутреннего тепла означает, что температура довольно быстро растет с глубиной. Согласно наиболее вероятным теоретическим моделям она достигает 400К на глубине 100 км ниже уровня верхней границы облаков, а на глубине 500 км - около 1200К. А расчеты внутреннего строения показывают, что ат-мосфера Юпитера очень глубокая - 10000 км, но надо отметить, что основная масса планеты (ниже этой границы) находится в жидком состоянии. Водород при этом находится в вырожденном, что то же самое, в металлическом состоянии (электроны оторваны от прото-нов). При этом в самой атмосфере водород и гелий, строго говоря, находятся в сверхкритическом состоянии: плотность в нижних слоях достигает 0,6-0,7г/см , и свойства скорее напоминают жидкость, чем газ. В самом центре планеты (по расчетам на глубине 30000 км), возможно, находится твердое ядро из тяжелых элементов, образо-вавшееся в результате слипания частиц металлов и каменных обра-зований.
На главную страницу