Восстановление концентраций CO2, HDO и H2O и температуры в мезосфере Венеры по данным солнечного просвечивания SOIR/VEx за 2006-2014 гг.

В атмосфере Венеры аэрозольные частицы содержатся не только в облачном слое (высоты 50-70 км над поверхностью), но и в так называемой «надоблачной дымке», охватывающей мезосферу на высотах от 70 до 100 км. Как и облака, эти частицы преимущественно состоят из капель водного раствора серной кислоты (75-80% H2SO4). Недавние исследования в рамках миссии Venus Express (VEx) показали, что частицы имеют субмикронные (~0,2 мкм) и микронные (~1 мкм) размеры и могут образовывать отдельные плотные слои на высотах от 70 до 90 км (Luginin, 2016, 2018). Механизм образования таких слоев до конца не известен; их формирование зависит от фотохимического взаимодействия водяного пара (Н2О) с двуокисью серы (SO2), изотопного соотношения HDO/H2O, а также от условий конденсации воды в мезосфере.
В данной работе представлены результаты обработки спектров пропускания H2O, HDO и CO2, полученных в эксперименте SOIR/VEx (Solar Occultation in the InfraRed) в режиме солнечного просвечивания. Эта работа охватывает наблюдения за весь период эксперимента SOIR, с 2006 по 2014 год. SOIR — акустооптический эшелле-спектрометр, являвшийся частью миссии Venus Express. Он проводил измерения в спектральном диапазоне 2,3–4,3 мкм с высокой разрешающей способностью по спектру λ/Δλ≈25000, что позволяло регистрировать тонкие линии поглощения таких молекул, как CO2, H2O, HDO, SO2. Диапазон доступных высот при работе в режиме солнечного просвечивания начинается с 65 км (непосредственно над облаками), что делает данные SOIR идеально подходящими для исследования надоблачной дымки (Fedorova, 2008). На данном этапе в этом диапазоне высот были получены высотные профили концентраций CO2, H2O, HDO и температуры. Восстановление концентраций проводится параллельно с работой Mahieux и др. (2023). Однако, мы используем собственный алгоритм, разработанный и апробированный на данных солнечного просвечивания в атмосфере Марса спектрометрического комплекса ACS (Atmospheric Chemistry Suite) с борта TGO (Trace Gas Orbiter) миссии «ЭкзоМарс» (Fedorova, 2020; Belyaev, 2021). Алгоритм предусматривает одновременное восстановление профилей плотности СО2-атмосферы и температуры в приближении гидростатического равновесия для давления. В будущем планируется использовать результаты этой работы для изучения механизмов формирования плотных аэрозольных слоев над облаками, что поможет усовершенствовать существующие химические и микрофизические модели атмосферы Венеры и реализовать будущие эксперименты на планете.
Работа выполняется при поддержке гранта РНФ №23-12-00207.