Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"
XIV.P.434
Циркуляция внутри облачного слоя Венеры по результатам наблюдений VMC в ближнем ИК диапазоне с борта Venus Express
Хатунцев И.В. (1), Пацаева М.В. (1), Титов Д.В. (2), Игнатьев Н.И. (1), Тюрин А.В. (1), Маркевич В.Дж. (3)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) ESA/ESTEC, Noordwijk, The Netherlands
(3) Max-Planck-Institute for Solar System Research, Göttingen, Germany
Более восьми лет Venus Monitoring Camera (VMC), установленная на борту аппарата Venus Express, вела наблюдения верхнего облачного слоя Венеры. Был получен беспрецедентный по продолжительности ряд изображений облачного покрова Венеры в УФ (365нм), видимом (513нм) и двух ИК диапазонах – 965нм и 1010нм. Изображения дневной стороны в УФ были использованы для исследования циркуляции атмосферы Венеры на верхней границе облачного слоя (Khatuntsev et al., 2013; Patsaeva et al. 2015). Здесь мы представляем результаты исследования циркуляции внутри облачного слоя (55±4 км), полученные после обработки данных VMC в ближнем ИК диапазоне (965нм) за период с декабря 2006 по март 2010 гг.
Циркуляция внутри облачного слоя
Уровень контрастности изображений в ближнем ИК диапазоне значительно ниже, чем в УФ, и не превышает 4% (Titov et al., 2012). По этой причине использовать необработанные ИК изображения для оценки скорости ветра крайне затруднительно. Для усиления контрастности деталей облачного покрова был разработан специальный алгоритм на основе двумерной вейвлет-фильтрации. После усиления контрастности ИК изображения стало возможным использовать для оценки скорости смещения деталей облачного покрова в автоматизированном режиме. Соответствующее программное обеспечение было разработано для УФ изображений (Khatuntsev et al., 2013; Patsaeva et al. 2015) и адаптировано для ИК изображений. В итоге удалось обработать 150 орбит, полученных с декабря 2006 по март 2010 гг. и покрывающих наблюдениями все южное полушарие Венеры, и получить более 32000 единичных векторов смещения.
Полученные вектора смещения позволили построить двумерные (широта-долгота и широта-местное время) поля скоростей горизонтального потока в глубине облачного слоя. Построен средний широтный профиль скорости. В низких широтах (5-65ºю.ш.) скорость зонального потока составляет 68-70 м/с. Меридиональная компонента свидетельствует о направлении потока от полюсу к экватору. Максимум меридионального потока, +5.8±1.2 м/с, наблюдается на широте 15ºю.ш., а затем скорость медленно падает до нуля вблизи 65-70ºю.ш. Высота наблюдаемого слоя в IR диапазоне 965 nm на дневной стороне составляет 55±4 км. Как зональная, так и меридиональная компоненты скорости демонстрируют слабую зависимость от местного времени. Диапазон изменения средней зональной скорости на широте максимума, 15º ю.ш., составляет от 68.7 до 70.6 м/с, меридиональной компоненты от 4.6 до 6.2 м/с. На интервале 1200 суток были обнаружены долговременные вариации скорости зонального и меридионального потока. В низких широтах, 20º±5ºю.ш., зональная компонента демонстрирует рост абсолютной величины скорости от -67.18±1.81 м/с до -77.30±2.49 м/с, меридиональная компонента почти линейно растет на протяжении всего периода наблюдений from +1.30±1.82 м/с до +8.53±2.14 м/с. Вслед за Bertaux et al. (2016) мы интерпретируем наблюдаемый долговременный тренд зональной и меридиональной компонент скорости селективностью данных по топографической долготе и влиянием рельефа подстилающей поверхности на динамические процессы через гравитационные волны. Особенно заметное влияние на циркуляцию на высотах 55±4 км оказывают Земля Афродиты (Aphrodite Terra) и область Атлы (Atla Regio).
Ключевые слова: атмосфера Венеры, суперротация, динамика атмосферы
Литература:
- Bertaux J.-L., Khatuntsev I. V., Hauchecorne A., Markiewicz W. J., Marcq E., Lebonnois S., Patsaeva M., Turin A., Fedorova A. Influence of Venus topography on the zonal wind and UV albedo at cloud top level: The role of stationary gravity waves // J. Geophys. Res. Planets. 2016. Vol. 121, P. 1087–1101, doi:10.1002/2015JE004958.
- Khatuntsev I.V., Patsaeva M.V., Titov D.V., Ignatiev N.I., Turin A.V., Limaye S.S., Markiewicz W.J., Almeida M., Roatsch T., Moissl R. Cloud level winds from the Venus Express Monitoring Camera imaging. // Icarus. 2013. Vol. 226, P. 140-158.
- Patsaeva M.V., Khatuntsev I.V., Patsaev D.V., Titov D.V., Ignatiev N.I., Markiewicz W.J., Rodin, A.V. The relationship between mesoscale circulation and cloud morphology at the upper cloud level of Venus from VMC/Venus Express. // Planet. Space Sci. 2015. Vol. 113(08), P. 100-108, doi:10.1016/j.pss.2015.01.013
- Titov D.V., Markiewicz W.J., Ignatiev N.I., Li Song, Limaye S.S., Sanchez-Lavega A., Hesemann J., Almeida M., Roatsch Th., Matz K.-D., Scholten F., Crisp D., Esposito L.W., Hviid S.F., Jaumann R., Keller H.U., Moissl R. Morphology of the cloud tops as observed by the Venus Express Monitoring Camera. // Icarus. 2012. Vol. 217, P. 682-701.
Дистанционное зондирование планет Солнечной системы
222