Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.cosmos.ru/comp/2011/Beliaev.htm
Дата изменения: Mon Nov 7 17:40:17 2011 Дата индексирования: Tue Oct 2 03:20:03 2012 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: m 15 |
Исследование содержания оксидов серы над облаками Венеры
по данным измерений SPICAV/SOIR миссии 'Венера-Экспресс'
Номинация: лучшая научная
работа Института (цикл работ)
Авторы: к.
ф.-м. н. Беляев Денис Анатольевич
д.
ф.-м. н. Кораблев Олег Игоревич
к.
ф.-м. н. Федорова Анна Александровна
Аннотация
Оксиды серы
(SO и SO2) являются
ключевыми компонентами атмосферы Венеры, полностью покрытой облаками из капель
серной кислоты (H2SO4). Изменения в содержании этих газов в надоблачном слое могут служить индикатором
фотохимической активности в атмосфере, а также геологической активности (Mills et al., 2007): единичный
вулканический всплеск на поверхности нарушает атмосферную циркуляцию и
увеличивает доставку сернистых окисей (SOx) к облакам (высоты 50-70 км).
Новые
измерения SO и SO2 в мезосфере
Венеры были проведены прибором SPICAV/SOIR с борта
орбитального аппарата 'Венера-Экспресс'. Прибор - система из трех спектрометров
- зондирует атмосферу над облаками в различных режимах (надир, солнечное и
звездное просвечивание) как в УФ, так и в ИК области спектра. В данном цикле работ представлены
результаты измерений в полосах поглощения SO2 (190-320
нм, 4 мкм) и SO (190-320
нм). Содержание двуокиси (SO2) было
померено спектрометром SOIR на высотах
65-80 км в ИК диапазоне (солнечное просвечивание) и спектрометром SPICAV в УФ области
(солнечное просвечивание на 85-105 км и надир около 70 км). Поглощение SO
детектировано только прибором SPICAV на высотах
85-105 км.
Таким
образом, впервые в вертикальном распределении газов над облаками Венеры
зафиксировано наличие двух слоев SO2. В нижнем слое (65-80 км) относительное содержание
двуокиси меняется в пределах 0.02-0.5 ppm. Для верхнего слоя (85-105 км) характерно увеличение
содержания газа с высотой от 0.05 до 2 ppm, причем отношение концентраций
[SO2]/[SO] варьируется
от 1 до 5. Похожие результаты были получены из наземных микроволновых
наблюдений (Sandor et al., 2010).
Кроме того, по зондированию SPICAV
в надир мы померили широтное распределение SO2 в надоблачном слое
(~70 км): поглощение газа уменьшается от экватора в
полюсу с 0.5-1 ppmv
до 0.02-0.05 ppmv.
Также по данным в надир удалось проследить временную вариацию содержания
двуокиси в период 2007-2008 годов: 0.05-0.2 ppmv. Это
совпало с результатами просвечивания SOIR на тех же высотах (~70 км) и в тот же промежуток времени.
Наличие
поглощения SO2 в
надоблачном слое (65-80 км) наблюдалось
раннее неоднократно (Belyaev et al., 2008).
Однако в верхнем слое такое поглощение детектируется впервые. Оно может быть
объяснено фотолизом H2SO4 при
определенных температурных условиях в мезосфере Венеры. Было замечено, что на
высотах 90-100 км содержание двуокиси серы коррелирует с температурой,
увеличиваясь от 0.1 ppm при 165-170 К до 0.5-1 ppm 190-192 К.
Такое поведение говорит в пользу гипотезы об образовании SO2 путем
испарения капель серной кислоты и ее последующим фотолизом на 100 км. Эта
теория была проверена в одной из наших работ, где расчитанны различные
механизмы, влияющие на преобразование H2SO4→SO2 в мезосфере
Венеры, что, для сравнения, аналогично происходит в нижней стратосфере Земли (Crutzen, 2006). Наше исследование подтверждает гипотезу о существовании на Венере
верхней атмосферной дымки (90-100 км), состоящей из капель концентрированной
серной кислоты.
Ссылки:
Belyaev, D. et al., 2008. First
observations of SO2 above Venus clouds by means of Solar Occultation
in the Infrared. J. Geophys. Res. 113, E00B25, doi:10.1029/2008JE003143.
Crutzen, P.J., 2006. Albedo enhancement by
stratospheric sulfur injections: a contribution to resolve a policy dilemma? Climatic change 77, 211-220.
Mills, F.P., Esposito, L.W.,
Yung, Y.L., 2007. Atmospheric composition, chemistry,
and clouds. In: Exploring Venus as a Terrestrial Planet, Geophysical
Monograph Series, vol. 176, pp. 73-100.
Sandor, B.J.,
Todd Clancy, R., Moriarty-Schieven, G., Mills, F.P., 2010. Sulfur chemistry in the Venus mesosphere from SO2 and SO
microwave spectra. Icarus 208, 49-60.
Список работ, подаваемых на конкурс:
Belyaev D.A. ,
: , Fedorova A.A., Korablev O.I. et al., 2011. Vertical
profiling of SO2 and SO above Venus' clouds by SPICAV/SOIR solar
occultations. Icarus (принята в печать).
Marcq E., Belyaev
D., : , Fedorova A. et al., 2011. An
investigation of the SO2 content of the Venusian mesosphere using SPICAV-UV
in nadir mode. Icarus 211, 1, 58-69.
Zhang,
X., Liang, M.-C., Mills, F.P., Belyaev D., Yung Y.L., 2011.
Sulfur chemistry in the middle atmosphere of Venus. Icarus (в печати, doi:10.1016/j.icarus.2011.06.016).