Как погодка на Венере? Охлаждение воздуха приводит к нагреву поверхности, показывает моделирование

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Наука и космос

Климат на Венере представляется чем-то на подобии филиала ада. Планета с сокрушительным давлением, свинцовыми облаками и поверхностью, раскаленной до 460°C. В таких условиях любая погода кажется незначительной деталью. Кажется, что у поверхности ничего не происходит.

Это представление ошибочно.

Ветры у поверхности Венеры медленные, едва достигают скорости пешехода. Но новое исследование, основанное на первом в своем роде детальном моделировании, показывает: эти тихие потоки воздуха создают на планете неожиданные и мощные климатические эффекты. Они меняют температуру поверхности и способны поднимать в воздух пыль, формируя ландшафт.

На этой трехмерной карте поверхности Венеры показаны три больших ударных кратера. В центре изображения — кратер Саския (Saskia) диаметром 37.3 км, расположенный недалеко от области Lavinia Planitia. Чуть выше и левее него находится кратер Данилова (Danilova) диаметром 47.6 км. Крупнейший кратер на этой карте — Аглаонице (Aglanice), его диаметр 62.7 км. Эта трехмерная карта создана путем объединения данных радара Magellan (с детальными картами рельефа) и данных о цвете поверхности, полученных аппаратами «Венера» 13 и 14.
Автор: By NASA/JPL Источник: commons.wikimedia.org

Так что же происходит у раскаленной поверхности Венеры, когда садится Солнце?

Суточный цикл: почему ветер на Венере меняет направление?

На Земле и Марсе хорошо известен феномен склоновых ветров. Днем склоны гор нагреваются солнцем, воздух над ними становится легче и поднимается вверх. Ночью поверхность остывает, охлаждая прилегающий воздух. Он становится плотнее и под действием гравитации стекает вниз.

Моделирование показало, что этот же фундаментальный механизм работает и на Венере, особенно в экваториальных регионах.

  • Днем солнечное излучение, пробившееся сквозь плотные облака, нагревает горные склоны. Воздух над ними расширяется и устремляется вверх. Это анабатический ветер.
  • Ночью поверхность начинает эффективно излучать тепло в космос (инфракрасное охлаждение). Воздух у земли остывает, уплотняется и начинает медленно «сползать» вниз по склонам. Это катабатический ветер.

Этот предсказуемый суточный ритм — день вверх, ночь вниз — лежит в основе гораздо более странного явления.

Карта рельефа трех регионов: Equatorial (вверху слева), Polar (вверху справа) и Alpha Regio (внизу). Красными квадратами отмечены места посадки семи аппаратов VENERA и 5 других примечательных точек. Красный эллипс — предполагаемый район посадки миссии DAVINCI (Garvin et al., 2022).
Автор: Maxence Lefèvre et al arXiv:2510.15477 [astro-ph.E Источник: arxiv.org
Температурный парадокс: почему в горах ночью теплее?

На равнинах Венеры суточный перепад температур составляет около 4°C. Логично, что днем поверхность немного нагревается, ночью остывает. А вот в горных регионах этот перепад оказался меньше 1°C. Склоны гор почти не меняют свою температуру в течение суток.

Все дело в ночных катабатических ветрах. Когда масса воздуха стекает со склона вниз, она попадает в слои с более высоким атмосферным давлением. Этот воздух сжимается. Физика этого процесса такая: любой газ при сжатии нагревается. Этот эффект называется адиабатическим нагревом.

На Венере этот процесс проявляется довольно выражено. Тепло, которое генерируется при сжатии стекающего со склонов воздуха, почти полностью компенсирует его ночное радиационное охлаждение. В результате горные склоны ночью не остывают так, как должны. Горы Венеры буквально сами себя греют.

В итоге, температура там определяется не только высотой, но и рельефом. Склон и равнина на одной и той же высоте будут иметь разный температурный режим. Это важная информация для интерпретации данных будущих миссий.

Розы ветров для 10-метрового горизонтального ветра в точках посадки аппаратов от VENERA-8 (A) до VENERA-14 (G), а также в нескольких других регионах (H-L). Точка L находится в области дюн Meskhenet Tessera (см. Fig 1). Каждая цветная точка на диаграмме — это показания модели с интервалом в 8 венерианских минут. Голубые линии показывают диапазон реальных скоростей ветра, измеренных аппаратами VENERA (Table 1). Направление ветра для тех миссий не определялось, поэтому восточное направление здесь показано условно.
Автор: Maxence Lefèvre et al arXiv:2510.15477 [astro-ph.E Источник: arxiv.org
Может ли ветер на Венере двигать песок?

На поверхности Венеры с помощью радаров были обнаружены дюны. Значит, что-то должно переносить частицы грунта. Но могли ли это делать ветры скоростью меньше одного метра в секунду?

Исследование дает утвердительный ответ. Важна не столько скорость ветра, сколько его способность создавать трение о поверхность. Этот параметр называют скоростью сдвига. Модель рассчитала это значение для разных регионов Венеры и сравнила с порогом, необходимым для отрыва частиц от поверхности.

Карта силы воздействия ветра на поверхность (скорости сдвига u*) в полночь (слева) и полдень (справа). Теплые цвета (оранжевый) обозначают зоны, где ветер достаточно силен, чтобы поднять пыль и песок. Черные контуры — это рельеф местности.
Автор: Maxence Lefèvre et al arXiv:2510.15477 [astro-ph. Источник: arxiv.org

Результаты показали, что на значительных территориях — особенно ночью и на западных склонах гор — ветер достаточно силен, чтобы запустить процесс сальтации. Это явление, при котором частицы (модель рассматривала пылинки размером 75 микрометров) отрываются от поверхности и совершают серию коротких скачков.

Это означает, что поверхность Венеры геологически активна прямо сейчас. Медленные, но плотные потоки воздуха постоянно перемещают вещество, меняя облик планеты.

Понимание того, где и как дуют ветры, как они влияют на температуру и переносят пыль, необходимо для будущих посадочных миссий, таких как DAVINCI.

Источник: arXiv

Изображение в превью:
Автор: By NASA/JPL
Источник: commons.wikimedia.org

3 комментария

Добавить комментарий

a
Неужеди так важно если вокруг тебя не 460 градусов, а 456? )))
b
Псевдонаучная ахинея продолжается.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как люди попали в Южную Америку: новое исследование ставит под сомнение ключевой памятник континента

На протяжении почти пятидесяти лет археология Нового Света опиралась на один памятник. Стоянка Монте-Верде на юге Чили считалась главным и самым надежным доказательством того, что люди оказались в...

Как заставить звук проходить сквозь стены: новый материал направляет сигнал изнутри, оставаясь невидимым для внешних волн

Управление звуком всегда опиралось на создание физических преград. Звук это механическая волна, чередование зон высокого и низкого давления, которое распространяется в пространстве. Чтобы направить...

Ежегодное ТО газового котла. Разбираемся, за что «газовщики» берут деньги?

На днях с моими родителями случилась неприятная история — начал «скрежетать» газовый котел. Вызвали мастера, который определил, что данная проблема требует замены насоса, причем сумма за...

✦ ИИ  Между забвением и «понтами»: почему наручные часы отказываются умирать

Наручным часам уже лет тридцать безапелляционно пророчат неминуемую смерть. Начались подобные «упаднические» разговоры с появления массовых карманных компьютеров вроде легендарных Palm, грозивших...

Десять лет назад вышел смартфон, который мог спасти HTC от краха — HTC 10: почему у него ничего не получилось

Один из пионеров рынка Android, компания HTC, очень быстро растеряла свои позиции. Сначала люди недооценили аппарат One M8, который мало отличался от предыдущего M7, а затем стали ругать...

Победа «лопаты»: как Galaxy Note заставил Apple переделать iPhone, а Samsung научила мир любить большие телефоны

Если бы вы оказались в начале 2010-х и спросили любого техногика, каким должен быть идеальный смартфон, ответ был бы почти единогласным. Правила игры казались высеченными в граните, а...