Влияние активности Солнца на сезонное изменение поглощения метана в атмосфере Сатурна
| 1Видьмаченко, АП 1Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины, Киев, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2015, 31(3):38-53 |
| Start Page: Динамика и физика тел Солнечной системы |
| Язык: русский |
Аннотация: Анализ результатов наблюдений о распределении метанового поглощения по диску Сатурна за период с 1965 по 2011 гг. показал сезонные изменения на уровнях видимых облаков и надоблачной дымки. Меридианный ход метанового поглощения в моменты равноденствий в 1966 и 1995 гг. находится в противофазе к аналогичным данным, полученным в равноденствие 1980 г. По наблюдениям в равноденствие 2009 г. ожидаемого (аналогичного до 1980 г.) различия в метановом поглощении между южным и северным полушариями на средних широтах Сатурна не произошло, хотя все физико-орбитальные характеристики Сатурна в моменты равноденствий 1966 и 1980, а также 1995 и 2009 гг. практически повторяются. За несколько лет до моментов равноденствий в 1966, 1980 и 1995 гг. активность Солнца была довольно высокой, а перед равноденствием в 2009 г. Солнце на-ходилось в минимуме активности. Исследования показывают, что при учете конденсации и конвекции динамическая шкала времени в средней тропосфере Сатурна может составлять несколько десятков часов. Тогда большие изменения инсоляции в УФ-участке спектра могут привести к значительным краткосрочным динамическим изменениям. В момент равноденствия в 2009 г. конвекция в атмосфере Сатурна пребывала на минимально возможном уровне, и поэтому после выхода из тени колец глубокие облачные слои в зимнем северном полушарии планеты остались в «замороженном» состоянии при практически полном отсутствии активных процессов на Солнце. Поэтому закрытый до этого момента кольцами малоактивный облачный слой остался на прежнем уровне ниже уровня тропопаузы. Это позволило беспрепятственно регистрировать мощный надоблачный слой газообразных метана и аммиака. Из-за этого метановое поглощение в малоактивном зимнем до этого полушарии осталось практически одинаковым и равным поглощению в бывшем летнем полушарии. |
| Ключевые слова: Сатурн, сезонное поглощения метана, Солнце |
References:
1. В. В. Аврамчук, "Распределение метанового поглощения в полосе 0. 619 мкм по диску Сатурна в 1966 г". Астрометрия и астрофизика. Вып. 1, 161—164 (1968).
2. В. В. Аврамчук, В. Д. Кругов, "Результаты фотографических наблюдений Сатурна и их интерпретация". Астрометрия и астрофизика. Вып. 18, 39—45 (1973).
3. А. П. II. Видьмаченко, "Электрофотометрия Сатурна. Спектральное распределение яркости вдоль центрального меридиана". Астрометрия и астрофизика. Вып. 51 (1984).
4. А. П. Видьмаченко, "Отражательная способность южной экваториальной области Сатурна в 1977—1981 гг". Астрон. вестник. 12 (3), 191—198 (1984).
5. А. П. Видьмаченко, "Планеты-гиганты: теоретические и наблюдательные аспекты". Астрон. вестник. 25 (3), 277—292 (1991).
6. Ю. И. Витинский, А. И. Оль, Б. И. Сазонов, Солнце и атмосфера Земли, ( Л.: Гидрометеоиздат, 1976.—351 с. )
7. Дж. Р. Герман, Р. А. Голдберг, Солнце, погода и климат, ( Л.: Гидрометеоиздат, 1981.—319 с. )
8. В. Г. Тейфель, А. М. Каримов, Г. А. Харитонова, "Сравнение широтных вариаций полос поглощения метана на диске Сатурна в периоды равноденствий 1995 и 2009 гг". Астрономический циркуляр. № 1573, 1—2 (2010).
9. М. С. Эйгенсон, Очерки физико-географических проявлений солнечной активности, ( Львов: Изд-во Львов. ун-та, 1957.—230 с. )
10. М. С. Эйгенсон, М. Н. Гневышев, А. И. Оль, Б. М. Рубашев, Солнечная активность и ее земные проявления, ( М., Л.: ОГИЗ, 1948.—323 с. )
11. K. H. Baines, P. Drossart, T. W. Momary, et al., "The Atmospheres of Saturn and Titan in the Near-Infrared First Results of Cassini/VIMS". Earth, Moon, and Planets. 96 (3—4), 119—147 (2005).
12. B. Bezard, D. Gautier, B. Conrath, "A seasonal model of the Saturnian upper tropo¬sphere Comparison with Voyager infrared measurements". Icarus. 60, 274—288 (1984).
13. L. B. Callis, J. E. Nealy, "Solar UV variability and its effect on stratospheric thermal structure and trace constituents". Geophys. Res. Lett. 5, 249—252 (1978).
14. R. D. Cess, B. E. Carlson, J. Caldwell, et al., "Latitudinal variations in Jovian stato¬spherical temperatures". Icarus. 46, 249—255 (1981).
15. A. L. Cochran, W. D. Cochran, "Longitudinal variability of methane and ammonia bands on Saturn". Icarus. 48, 488—495 (1981).
16. B. J. Conrath, J. A. Pirraglia, "Thermal structure of Saturn from Voyager infrared measurements — Implications for atmospheric dynamics". Icarus. 53, 286—292 (1983).
17. J. M. Dlugach, A. V. Morozhenko, A. P. Vid’machenko, E. G. Yanovitskij, "Investigations of the optical properties of Saturn’s atmosphere carried out at the Main Astronomical Observatory of the Ukrainian Academy of Sciences". Icarus. 54, 319—336 (1983).
18. P. Drossart, R. Courtin, S. Atreya, A. Tokunaga, "Variations in the Jovian atmospheric composition and chemistry". Time—variable phenomena in the Jovian system, Washington, 1989. NASA—SP—494, 344—362 (Washington, 1989).
19. L. N. Fletcher, R. K. Achterberg, Th. K. Greathouse, et al., "Seasonal change on Saturn from Cassini/CIRS observations 2004—2009". Icarus. 208 (1), 337—352 (2010).
20. T. Fouchet, S. Guerlet, D. F. Strobel, et al., "An equatorial oscillation in Saturn’s middle atmosphere". Nature, 453, N 7192. P. 200—202.
21. L. V. Gallis, J. E. Nealy, "Temperature UV variability and its effect on stratospheric thermal structure and trace constituents". Geophys. Res. Lett. 5, 249— 252 (1978).
22. W. M. Irvine, T. Simon, D. H. Menzel, al. II. et, "Multicolor photoelectric photometry of the brighter planets. Observations from le Houga Observatory". Astron. J. 73 (4), 251—264 (1968).
23. W. M. Irvine, Th. Simon, D. H. Menzel, al. III. et, "Multicolor photoelectric photometry of the brighter planets. Observations from boyden observatory". Astron. J. 73 (8), 807—823 (1968).
24. E. Karkoshka, M. G. Tomasko, "Saturn’s upper troposphere 1986—1989". Icarus. 97 (2), 161—181 (1992).
25. E. Karkoschka, M. Tomasko, "Saturn’s vertical and latitudinal cloud structure 1991— 2004 from HST imaging in 30 filters". Icarus. 179 (1), 195— 221 (2005).
26. M. Marin, "Photometric photographique de Saturne". J. Observ. 51 (3), 179—191 (1968).
27. J. L. Ortiz, F. Moreno, A. Molina, "Saturn 1991—1993: Reflectivities and limb-darkening coefficients at methane bands and nearby continua-temporal changes". Icarus. 117 (2), 328—344 (1995).
28. T. Owen, "The spectra of Jupiter and Saturn in the photographic infrared". Icarus. 19 (3), 355—364 (1969).
29. C. B. Pilcher, Th. B. McCord, "Narrow-band photometry of the bands of Jupiter". Astrophys. J. 165, 195—201 (1971).
30. M. J. Price, O. G. IIFranz, "Saturn: UBV photoelectric pinhole scans of the disk". Ica¬rus. 44 (4), 657—667 (1980).
31. E. J. Reese, "Jupiter: its Red Spot and other features in 1969—1970". Icarus. 14 (3), 343—354 (1971).
32. A. F. Steklov, A. P. Vidmachenko, N. F. Miniailo, "Seasonal variations in the atmosphere of Saturn". Sov. Astron. Lett. 9, 135—136 (1983).
33. P. H. Stone, "The Dynamics of the Atmospheres of the Major Planets". Space Sci. Revs. 14 (3—4), 444—459 (1973).
34. Teifel V. G. The atmosphere of Saturn // Exploration of the planetary system: Proceedings of the Symp., Torun, Poland, September 5—8, 1973. — Dordrecht: Reidel, 1974.—P. 415—440.
35. V. G. Teifel, "Calculation of the depths of absorption lines and bands on the disk of a planet surrounded by a semi-infinite homogeneous atmosphere". Solar Syst. Res. 9, 57 (1975).
36. V. G. Teifel, L. A. Usoltzeva, G. A. Kharitonova, "The spectral characteristics and probable structure of the cloud layer of Saturn". Planetary Atmospheres: Proc. 40th IAU Symp., held in Marfa, Texas, Oct. 26—31, 1969 / Eds C. Sagan, T. C. Owen, H. J. Smith. , P. 375—383(Dordrecht: Reidel, 1969)
37. V. G. Teifel, L. A. Usol’tseva, G. A. I. Kharitonova, "Optical properties and structure of Saturn’s atmosphere. Preliminary results of studies of CH4 absorption bands on the planetary disc". Sov. Astron. 15, 296—302 (1971).
38. V. G. Teifel, L. A. Usol’tseva, G. A. II. Kharitonova, "Optical properties and structure of Saturn’s atmosphere. Latitudinal variations of absorption in the 0. 62 CH4 band and characteristics of the planet in the near ultraviolet". Sov. Astron. 17, 108—111 (1973).
39. V. G. Tejfel, "Molecular absorption and the possible structure of the cloud layers of Jupiter and Saturn". J. Atmos. Sci. 26 (5), 854—859 (1969).
40. V. G. Tejfel, "Molecular-absorption distribution over Saturn’s disk from the 1995 observations based on the zonal CCD spectrophotometry: Observational results". Solar Syst. Res. 31 (3), 198—206 (1997).
41. V. Tejfel, "The distribution of molecular absorption on Saturn’s disk from the observations in 1995 based on zonal spectrophotometry with CCD-camera". Solar Syst. Res. 31 (3), 198—206 (1997).
42. V. Tejfel, A. Karimov, "Latitudinal asymmetry of the ammonia absorption on Saturn". European Planetary Science Congress 2009, held 14—18 September in Potsdam, Germany, EPSC. (2009).
43. V. G. Tejfel, V. D. Vdovichenko, A. M. Karimov, et al., "The space-time variations of the molecular absorption bands on Jupiter and Saturn from 1995—2007 observations". 39th Lunar and Planetary Sci. Conf., held March 10—14, 2008 in League City, Texas. , P. 1530(2008)
44. V. Tejfel, V. Vdovichenko, A. Karimov, et al., "Saturn CCD-spectrophotometry in 2009 and 2010 — a comparison of near- and post-equinox latitudinal distribution of molecular absorption". European Planetary Science Congress 2010, held 20—24 September in Rome, Italy. EPSC. Abstr. 322, 322
45. V. G. Tejfel, V. D. Vdovichenko, A. M. Karimov, et al., "Saturn at and between the equinoxes 1995 and 2009". 41st Lunar and Planetary Science Conference, held March 1—5, 2010 in the Woodlands, Texas. LPI Contribution N 1533. , P. 1250
46. T. Temma, N. J. Chanover, A. A. Simon-Miller, et al., "Vertical structure modeling of Saturn’s equatorial region using high spectral resolution imaging". Icarus. 175 (2), 464—489 (2005).
47. M. G. Tomasko, R. A. West, G. S. Orton, V. G. Teifel, "Clouds and aerosols in Saturn’s atmosphere", Saturn, ( Tucson, AZ: Univ. Arizona Press, 1984), P. 150—194.
48. A. P. Vid’machenko, "The appearance of seasonal variations in Saturn’s atmosphere". Kinematics and Phys. Celest. Bodies. 3 (6), 10—12 (1987).
49. A. P. Vidmachenko, "Possible effect of the rings on the photometric properties of Saturn’s cloud layer". Kinematics and Phys. Celest. Bodies. 1 (6) (1985).
50. A. P. Vid’machenko, "Seasonal variations in the optical characteristics of Saturn’s atmosphere". Kinematics and Phys. Celest. Bodies. 15 (5), 320— 331 (1999).
51. A. P. Vidmachenko, Zh. M. Dlugach, A. V. Morozhenko, "Nature of the optical nonuniformity in Saturn’s disk". Solar Syst. Res. 17 (4), 164—171 (1984).
52. R. A. West, M. G. Tomasko, B. A. Smith, al. I. et, "Spatially resolved methane band photo¬metry of Saturn. Absolute reflectivity and center-to-limb variations in the 6190-, 7250-, and 8900-A bands". Icarus. 51, 51—64 (1982).