Основные сведения о Венере

Основной облачный слой, обладающий стабильностью и высокой плотностью, непрозрачен для световых лучей . 78% солнечной радиации отражается его верхней поверхностью, и именно ее полосчатое строение наблюдается в наземных телескопах и на телевизионных снимках. Светлые полосы это - это поверхность густых облаков, а темные - разрывы между ними, через которые в ультрафиолетовых лучах виден неосвещенн

ый нижний слой облачного покрова.

При среднем значении температурного градиента в тропосфере 7,3 /км (у земной тропосферы он 5,6 /км) температура воздуха понижается с высотой приблизительно +470 С у поверхности планеты до -35 С у верхней поверхности основного облачного слоя (Ксанфомалити, 1976). Это означает, что в верхней части облачного слоя вода может находиться (при давлении 0,11 кг/см) только в твердой фазе - в виде кристаллов льда.

Используя указанное значение температурного градиента, легко получить температуру нижней поверхности основного облачного слоя на высоте 50 км. Она будет + 75 С. Приблизительно на 2 - 3 км ниже того уровня, уже в пределах нижнего разреженного облачного слоя, температура повышается до + 100 С. Это предел нахождения воды в жидкой фазе. Следовательно, ниже 47-48 км вода может находиться в тропосфере только в газообразном состоянии - в виде пара. Таким образом, поверхность Венеры нигде не соприкасается с водой в ее наиболее активной фазе - в жидком состоянии. Круговорот воды на Венере, характеризующийся крайней незначительностью участвующей в нем воды, могущей переходить из одной фазы в другие, ограничивается интервалами высот в тропосфере от 47 до приблизительно 65 км. Атмосферные осадки на Венере в виде дождя, снега, града отсутствуют вследствие очень напряженного температурного поля внешней области планеты. Из сказанного следует, что круговорот воды на Венере не возбуждает обычных для Земли природных процессов - флювиальных, гляциальных и других. Вода в парообразном состоянии обусловливает химическое выветривание горных пород. Однако и этот процесс малоактивен.

Термосфера.

Над тропосферой находится разреженная верхняя атмосфера. Днем она нагревается от прямой радиации в ультрафиолетовом диапазоне волн, а потому ее температура с высотой повышается (рис. 1). Таким образом, по вертикальному изменению температуры термосфера Венеры аналогична земной термосфере. Но вместе с тем имеются и различия. На Земле эта сфера существует непрерывно - день и ночь, а на Венере - только днем, ночью она исчезает. Повышенный нагрев воздуха в дневное время заменяется его сильным охлаждением ночью, в связи с чем, воздушная среда верхней атмосферы приобретает свойство криосферы (Schubert and Covey, 1981).

В верхней атмосфере преобладание СО сохраняется до высоты 200 км. На высотах 250-300 км его заменяет атмосферный кислород (О) и окись углерода, а выше 500-700 км атмосфера становится чисто водородной, которая постепенно переходит в межпланетную среду.

Температурный минимум в атмосфере приурочен к высотам 100-110 км, т.е. к основанию термосферы. Его значение выражается 160-180 К (от -113 до -93 С). Подъем температуры воздуха выше этого уровня связан с поглощением коротковолновой солнечной радиации (Маров, 1976).

Циркуляция атмосферы.

Под влиянием солнечной радиации происходит неравномерных нагрев планетной атмосферы. Тепловой баланс атмосферы в экваториальной зоне бывает положительным, т.е. приход тепла больше излучения его в инфракрасном диапазоне волн в космос. Однако избыток тепла не накапливается в экваториальной зоне, а передается полярным областям, у которых тепловой баланс отрицательный. Происходит некоторое сглаживание температурных различий областей: одной - с положительным тепловым балансом, другой - с отрицательным.

Этот процесс конвективной передачи тепла от экватора к полюсам свойственен и Земле, но вследствие мощного широтного перемещения воздушных масс с востока на запад он оказывается недостаточно выраженным.

В венерианской атмосфере горизонтальные различия температур намного меньше, чем вертикальные. Наибольшие широтные различия, установленные «Пионер-Венус - 1», относятся к верхнему уровню облаков. Разница в температурах по этому уровню (65 км от поверхности) между полюсами и 60-й параллелью составляет 10-20 , а наиболее высокие ее приурочены к экваториальной зоне, как и у других планет.

Наибольшее количество энергии поглощается в интервале высот 70-100 км; температура на этом уровне на полюсе выше, чем в экваториальной зоне.

Впрочем, аналогичное явление характерно и для Земли. В земной атмосфере в пределах стратосферы и мезосферы полярная область теплее, чем экваториальная.

В венерианской тропосфере температурные вариации по широте значительно больше, чем по долготе. По долготе на расстоянии 110 (больше 1/4 окружности) изменение температуры составляет не более 5 . В нижней тропосфере (10-20) км различия еще меньше, она так массивна, что сохраняет высокие температуры даже в течение продолжительного периода очень длинной (117 земных суток) венерианской ночи (Schubert and Covey, 1981). Температура на ночной стороне Венеры лишь на 20 ниже, чем на дневной.

Хотя горизонтальные температурные различия в венерианской тропосфере малы, тем не менее, они могут возбуждать силы атмосферной циркуляции. Особенно большое значение имеют широтные градиенты температуры (между дневной и ночной сторонами планеты).

В соответствии с вращением Венеры с востока на запад в том же направлении (с востока на запад) происходит вращение атмосферы. Скорость вращения тропосферы как по вертикали, так и в горизонтальном направлении изменяется. Если на экваторе у поверхности Венеры восточные ветры не превышают скорость 1-2 м/сек, то на уровне верхней поверхности основного облачного слоя, т.е. на высоте 65 км, скорость восточного переноса воздушных масс возрастает до 100 м/сек (360 км/час). Вращаясь с высокой скоростью (в экваториальной зоне), облачный покров за четверо земных суток делает оборот вокруг Венеры, совершающей свой оборот вокруг оси за 243 суток, т.е. вращается в 60 раз медленнее, чем верхняя поверхность основного облачного слоя.

На высотах от 40 до 60 км движение воздушных масс с востока на запад происходит со скоростью 60 м/сек. У поверхности планеты ветра практически нет (скорость его 1-2 м/сек), и она окутана плотным горячим сухим воздухом (470 С). Наличие облачного покрова свидетельствует о восходящих потоках воздуха. Вследствие медленного вращения силы Кориолиса на Венере очень малы.

Природная обстановка

Применительно к Венере, конечно, несколько упрощая суть дела, можно сказать, что климат и погода на этой планете одно и то же. Действительно, если под погодой понимать «непрерывно меняющееся состояние атмосферы . или последовательное изменение значений всех метеорологических элементов .» (Хромов, Мамонтова, 1974, с.348), то на Венере эти условия практически неизменны в течение и суток и года. При почти перпендикулярном положении оси вращения Венеры к орбитальной плоскости (наклон 3) колебания значений метеорологических элементов остаются в течение суток (их продолжительность 234 земных суток) почти неизменными. Колебания температуры у поверхности не превышают 5-15 С.

 Скачать реферат