Атмосферные процессы

Толщина газовой оболочки вокруг Нептуна достигает от 5000 до 8000 км (по разным расчетам). В ее составе 80% водорода, 19% гелия и 1% метана. Метан хорошо рассеивает синие лучи, что придает Нептуну цвет, вполне соответствующий его «морскому» названию – синий со слабым зеленоватым оттенком (водород и гелий – бесцветные газы). Динамика атмосферы Нептуна весьма активна, несмотря на то, что планета расположена очень далеко от Солнца и, по сравнению с Землей, получает от светила энергии на единицу площади в 900 раз меньше. То, что Нептун излучает в пространство энергии в 2,7 раза больше, чем ему достается от Солнца, свидетельствует о происходящих внутри планеты процессах, сопровождающихся выделением энергии.

Температура на внешней поверхности облаков чрезвычайно низкая – всего лишь порядка –215 ° С. В то же время стратосфера Нептуна теплее, чем стратосфера Урана из-за более высокой концентрации углеводородов. По невыясненным причинам, термосфера планеты имеет аномально высокую температуру – около 750 К. Для столь высокой температуры планета находится слишком далеко от Солнца, чтобы оно могло так сильно разогреть термосферу ультрафиолетовой радиацией.

Бурной атмосферой Нептун похож на Юпитер. «Вояджер» сфотографировал полосы и вихри, очень похожие на юпитерианские. Даже по предшествующим фотографиям (рис. 13.3, 13.4) видно, что атмосфера Нептуна отнюдь неспокойна. В полосах, как и на Юпитере, Сатурне и Уране, атмосферные ветры отличаются по скорости, а порой и по направлению.

В мощной атмосфере Нептуна бушуют сильнейшие бури с вихрями. Вблизи вихрей в результате резкого подъема и последующей кристаллизации метана около воронки завихрения формируются облака. Вихри на Нептуне по-своему уникальны. Каждый из них неповторим ни по скорости, ни по яркости, ни по форме. Сравните хотя бы те три вихря, которые изображены на фотографиях, сделанных еще «Вояджером» (рис. 15.6). Кроме того, у вихрей Нептуна есть удивительная способность исчезать на некоторое время, а потом появляться снова.

Так Большое Темное Пятно впервые было зафиксировано пролетавшим мимо Нептуна аппаратом «Вояджер 2» в 1989 году. Второй раз, в 1994 году, его обнаружил «Хаббл». В XXI веке данное явление замечено впервые в июне 2016 года.

Рис. 15.6. Атмосферные явления в Южном полушарии Нептуна,

1. – http://zagadkimira.ru/publ/nasha_solnechnaja_sistema/prodolzhitelnost_neptunianskikh _sutok_vychislili_s_rekordnoj_tochnostju/3-1-0-279,

2 – http://galspace.spb.ru/index56.html

На приведенных выше снимках мы видим ряд особенностей. Фотография 1 выполнена в специальном контрасте, обеспечивающем четкое выделение феноменов атмосферных процессов. Прежде всего, следует отметить наличие того, что в предыдущих разделах мы называли «полярными шапками». Кроме того, заметно выделяется и южная полярная зона с ярко окрашенными полосами атмосферных потоков, вращающихся с разными скоростями по часовой стрелке. Разница в скоростях в полосах потоков четко прослеживается при сравнении фотографий 1 и 2. Такие атмосферные явления как Большое и Малое Темные Пятна, а также Скутер, смещены друг от друга по-разному: чем ближе к полюсу, тем больше скорость вращения. Темные пятна представляют собой антициклоны – большие вихревые системы с повышенным давлением, вращающиеся в верхней части холодных облаков Нептуна. Большое Темное Пятно имеет размер, превышающий размер Земли.

Разница в оттенках внутри Южной полярной зоны может быть объяснена различным составом атмосферы вдоль стенок основного полярного вихря в зависимости от глубины.

Быстрые потоки воздуха, как и у других планет-гигантов, с разными скоростями движутся в разграниченных друг от друга полосах в направлении, параллельном экватору.

Полярная зона простирается от полюса и до широты, на которой находится Большое Темное Пятно (БТП). Ограничение полярной зоны принято по направлению вращения атмосферных потоков (по часовой стрелке) и оттенкам искусственной окраски. Сам вихрь – Большое Темное Пятно – вращается против часовой стрелки. По своим характеристикам он напоминает Большое Красное Пятно на Юпитере, но в отличие от него способен исчезать, а затем снова проявляться.

В центральной зоне, окрашенной в светлый зеленоватый оттенок, поток ветра направлен в направлении вращения планеты – против часовой стрелки. Широкая экваториальная зона вращается с периодом приблизительно 18 часов, что медленнее, чем вращение магнитного поля Нептуна (по данным «Вояджера»). В противоположность экватору, полярные области вращаются за 12 часов. Среди всех планет Солнечной системы такой вид вращения наиболее ярко выражен именно у Нептуна. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров.

В верхнем облачном слое скорости ветров разнятся от 400 м/с вдоль экватора до 250 м/с на полюсах. Общая схема показывает, что в широтах экваториального пояса направление ветров совпадает с направлением вращения планеты, а полярных зонах – противоположно ему. Обращает на себя внимание то, что, судя хотя бы по направлению вращения атмосферных потоков, полярные зоны Нептуна простираются по широте далеко в сторону экватора, намного дальше, чем у других рассмотренных нами ранее планет.

Очень интересно выглядит воздушный поток в экваториальной зоне (рис. 15.7). Такая невероятная турбулентность, возможно, и объясняется воздействием асимметричного магнитного поля.

Рис. 15.7. Атмосферные потоки на Нептуне,

левый снимок: http://ukhtoma.ru/universe14.htm,

справа – цилиндрическая проекция атмосферных потоков:

http://aktinoya.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=1300:2016-02-27-13-17-00&catid=169:2016-02-19-12-34-28&Itemid=165

Следует отметить, что у планет-гигантов по мере увеличения расстояния от Солнца скорость потоков и течений в них увеличивается. До сих пор такая странность еще не нашла научного объяснения.

Невероятная динамика атмосферных потоков, как и тепловое излучение планеты, говорит о том, что Нептун имеет внутренний мощный источник тепла. Что он собой представляет и почему вообще существует, четкого суждения в науке нет.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: