Вариации содержания SO2 в мезосфере на ночной стороне Венеры

Оксиды серы (SOx) – малые газовые составляющие CO2-атмосферы Венеры – химически связанны с облачным слоем, состоящим из аэрозолей серной кислоты (H2SO4) и расположенным на высотах 50-70 км. Любые изменения количества SOx внутри и выше облаков влияют на фотохимические процессы в мезосфере (70-100 км). Недавние наземные наблюдения [1-4] и мониторинг с аппарата «Венера-Экспресс» [5-7] (преимущественно дневной стороны Венеры) показали сильные временные и пространственные вариации содержания SO2: от 20 до 500 ppbv над облаками. Для ночной мезосферы, где фотодиссоциация молекул невозможна, а наличие глобальной циркуляции делает значительными взаимодействия с атомами Cl, OH, O и др., такой детальный анализ отсутствует. Ночная сторона наблюдалась ультрафиолетовым каналом спектрометра SPICAV в период 2006-2014 гг.
В данной работе представлены новые результаты наблюдений диоксида серы, выполненные УФ спектрометром SPICAV миссии «Венера-Экспресс» [8] в режимах солнечного и звездного просвечиваний. Эксперимент по звездному просвечиванию проходит на ночной стороне планеты, а солнечное просвечивание позволяет исследовать область терминатора на высотах 85-100 км. Спектральный диапазон УФ канала SPICAV включает полосы поглощения SO2 в интервалах -220 и 270-300 нм, а также полосу поглощения CO2 в области 120-200 нм, которые регистрируются со спектральным разрешением 1-2 нм. В результате, вертикальное распределение содержания SO2 было восстановлено за время наблюдений с июня 2006 г. по апрель 2014 г. В среднем, относительное содержание в единице объема растет с высотой от 20 до 200 ppbv.
Средние значения относительного содержания SO2 на уровне 90-95 км распределены равномерно по широте и местному времени. Однако исследование годовых вариаций по результатам солнечного и звездного просвечиваний показало насколько пиков увеличенного содержания SO2 со значениями >100 ppb. В дальнейшем будет проведен дополнительный анализ для выявления корреляций между пиками содержания SO2 и свойствами аэрозольных частиц (размер и плотность) [9].
Авторы благодарят Программу № 9 РАН и институт ISSI за поддержку и организацию Международных встреч «Sulphur dioxide variability in the Venus Atmosphere» в г.Берн (Швейцария). Д. Беляев также благодарит Посольство Франции в Москве за предоставление стипендии Мечникова на работу по данной теме в лаборатории LATMOS в мае-июне 2015 года.

Список литературы:
[1] Encrenaz T. et al., 2012. HDO and SO2 thermal mapping on Venus: evidence for strong SO2 variability. A&A 543, A153.
[2] Krasnopolsky V.A., 2010. Spatially-resolved high-resolution spectroscopy of Venus. 2. Variations of HDO, OCS, and SO2 at the cloud tops. Icarus 209, 314-322.
[3] Sandor B.J. et al., 2010. Sulfur chemistry in the Venus mesosphere from SO2 and SO microwave spectra. Icarus 208, 49–60.
[4] Jessup et al., 2015. Coordinated Hubble Space Telescope and Venus Express observations of Venus’ upper cloud deck. Icarus. http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2015.05.027.
[5] Belyaev D. et al., 2012. Vertical profiling of SO2 and SO above Venus' clouds by SPICAV/SOIR solar occultations. Icarus 217, 740–751.
[6] Marcq E. et al., 2013. Variations of sulphur dioxide at the cloud top of Venus’s dynamic atmosphere. Nature Geoscience, vol. 6, 25-28. DOI: 10.1038/NGEO1650.
[7] Mahieux A. et al., 2015. Venus mesospheric sulfur dioxide measurement retrieved from SOIR on board Venus Express. Planet. Space Sci. v.113-114, p.193–204.
[8] Bertaux et al., 2007. SPICAV on Venus Express: three spectrometers to study the global structure and composition of Venus atmosphere. Planet. Space Sci. 55, 1673–1700.
[9] Luginin et al., 2015. Study of aerosol properties in the upper haze of Venus from SPICAV IR data. Geophysical Research Abstracts. Vol. 17, EGU2015-790.