Двадцать третья международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
XXIII.P.509
Нижняя атмосфера и поверхность Венеры по наблюдениям СПИКАВ-ИК/«Венера-Экспресс» в окнах прозрачности 0.8-1.3 мкм
Евдокимова Д. Г. (1), Федорова А.А. (1), Игнатьев Н.И. (1), Жарикова М.С. (1), Кораблев О.И. (1), Монмессан Ф. (2), Берто Ж.-Л. (2)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Российская Федерация
(2) LATMOS, CNRS/UVSQ/IPSL, Гуянкурт, Франция
Плотная атмосфера Венеры, в основном состоящая из углекислого газа (CO2), и оптически непрозрачный в широком диапазоне спектра облачный слой (47-70 км) затрудняют дистанционное зондирование поверхности и тропосферы (0-65 км) планеты. Одним из наиболее эффективных инструментов для изучения атмосферы под облаками и поверхности является наблюдение в инфракрасных (ИК) «окнах прозрачности» в диапазоне 0.8-2.5 мкм. Эти узкие спектральные интервалы, расположенные между сильными полосами поглощения CO2, пропускают тепловое излучение горячей поверхности и приповерхностных слоев атмосферы. Это слабое ИК излучение можно наблюдать на ночной стороне Венеры [1].
Инфракрасный канал спектрометра СПИКАВ на борту космического аппарата «Венера-Экспресс» проводил наблюдения ночной стороны планеты в 2006-2014 гг. Прибор измерял спектры окон прозрачности 0.85, 0.9, 1.02, 1.1, 1.18, 1.28 и 1.31 мкм, где тепловое излучение формируется на высоте 0-20 км, с разрешающей способностью ~1400 [2]. Интенсивность излучения определяется излучательной способностью поверхности, оптической толщиной облачного слоя Венеры. В спектральных диапазонах 0.9-1.0 и 1.1-1.2 мкм значительно поглощение излучения молекулами водяного пара нижней атмосферы. Следует отметить, что спектральный диапазон окна прозрачности 1.28 мкм частично совпадает с полосой излучения молекулярного кислорода O2 (α1Δg) 1.27 мкм, которое формируется на высоте 96 км [1].
Измеренные спектры анализируются с помощью модели переноса излучения с учетом многократного рассеяния. Модель основана на программном пакете DISORT, который реализует метод дискретных ординат для псевдосферической геометрии [3-5]. Свободными параметрами модели являются относительное содержание H2O, оптическая толщина облаков и излучательная способность поверхности. В модели также рассчитывается спектр свечения O2 (α1Δg) [6].
Средняя оптическая толщина облаков Венеры составляет 36.7±6.1 на 1 мкм и показывает зависимость от широты, достигая минимума на 50-55° с.ш. В Южном полушарии пространственное разрешение эксперимента СПИКАВ-ИК значительно ниже, что не позволило получить аналогичную зависимость оптической толщины облаков. Хотя облачный слой демонстрирует значительные флуктуации оптической толщины, не было обнаружено никаких устойчивых трендов от долготы или местного времени [4]. Относительное содержание H2O в нижних слоях атмосферы (10-16 км) было получено в диапазоне 23.6-27.7 ppmv. Водяной пар однородно распределен в зависимости от широты и местного времени, и его содержание демонстрирует лишь небольшое снижение в высоких широтах. Восьмилетние наблюдения не выявили значительных долгосрочных тенденций или периодичности H2O [5]. Впервые были изучены изменения излучательной способности поверхности для выборки спектров 0.8-1.3 мкм.
Ключевые слова: Окна прозрачности Венеры, оптическая толщина облачного слоя, водяной пар
Литература:
- Pollack J. B., Dalton J. B., Grinspoon D. et al. Near-infrared light from Venus’ nightside: a spectroscopic analysis // Icarus. 1993. V. 103. No. 1. P. 1–42. DOI: 10.1006/icar.1993.1055.
- Korablev O., Fedorova A., Bertaux J.-L. et al. SPICAV IR acousto-optic spectrometer experiment on Venus Express // Planetary and Space Science. 2012. V. 65. No. 1. P. 38–57. DOI: 10.1016/j.pss.2012.01.002.
- Lin Z., Stamnes S., Jin Z. et al. Improved discrete ordinate solutions in the presence of an anisotropically reflecting lower boundary: Upgrades of the DISORT computational tool // J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2015. V. 157. P. 119–134. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2015.02.014.
- Evdokimova, D., Fedorova, A., Ignatiev, N., Zharikova, M., Korablev, O., Montmessin, F., Bertaux, J.-L. Cloud Opacity Variations from Nighttime Observations in Venus Transparency // Atmosphere. 2025. V. 16. No. 5. P. 572. DOI: 10.3390/ atmos16050572.
- Evdokimova, D., Fedorova, A., Ignatiev, N., Korablev, O., Montmessin, F., Bertaux, J.-L. Near-Surface Water Vapor Content Based on SPICAV IR/VEx Observations in the 1.1 and 1.18 μm Transparency Windows of Venus // Atmosphere. 2025. V. 16. No. 6. P. 726. DOI: 10.3390/atmos16060726.
- Bertaux J.-L., Hauchecorne A., Lefèvre F. et al. The use of the 1.27 μm O2 absorption band for greenhouse gas monitoring from space and application to Micro-Carb // Atmospheric Measurement Techniques. 2020. V. 13. No. 6. P. 3329-3374. DOI: 10.5194/amt-13-3329-2020.
Дистанционное зондирование планет Солнечной системы