Введение к работе
Актуальность темы
Водяной пар в атмосфере Венеры — малая составляющая, его содержание на много порядков меньше, чем углекислого газа. Тем-не менее, являясь сильным поглотителем инфракрасного излучения, он может вносить заметный вклад в поддержание парникового эффекта, ответственного за высокую температуру поверхности и нижней атмосферы планеты. Расчет теплового баланса планеты требует, таким образом, знания распределения в атмосфере водяного пара. Кроме того, водяной пар участвует в химических реакциях, в том числе тех, которые связаны с образованием аэрозольных частиц облачного слоя, охватывающего всю планету. И в этом случае содержание и распределение водяного пара необходимо для расчетов и проверки моделей процессов в облачном слое. Наконец, содержание НгО есть одна из ключевых величин для понимания эволюции планеты.
Неудивительно, поэтому, что в экспериментах по измерению содержания водяного пара на Венере, казалось бы, нет недостатка. Тем не менее, представления о содержании и распределении водяного пара нельзя назвать твердо сложившимися — данные различных экспериментов часто противоречат друг другу. Вследствие совершенствования методов измерений и их интерпретации, содержание водяного пара в облачном слое и нижней атмосфере, выводимое из измерений, за последние 30 лет было значительно изменено в сторону уменьшения с 104 ррт по порядку величины до не более 102 ррт, в том числе и благодаря работам, которые легли в основу настоящей диссертации. Это заставляет вносить изменения в понимание физико-химических процессов на Венере.
Цель работы
Целью работы является исследование общего содержания, распределения, пространственно-временной изменчивости водяного пара в атмосфере Венеры путем анализа спектров видимого и инфракрасного диапазона, измеренных в 1978-83 гг. с помощью спектрометров, установленных на борту спускаемых аппаратов Венера-11-14 и орбитального аппарата Венера-15.
Научная новизна
На единой основе современных методов расчета газового поглощения и переноса атмосферного излучения проведено комплексное исследование водяного пара в атмосфере Венеры. Рассмотрены практически все пригодные для анализа содержания НгО данные оптической и ИК спектрометрии, полученные отечественными космическими аппаратами. В результате анализа данных спектрометрии на СА Бенера-11-Ц получен новый, отличный от предыдущей интерпретации, вертикальный профиль содержания водяного пара на высотах 0-60 км, чем в значительной мере устранены существовавшие прежде расхождения с данными наблюдений ночного свечения Венеры. Обнаружено также, что, по-видимому, содержание водяного пара меняется с высотой с минимумом 20 ррт на высоте 10-15 км и возрастанием до 50-70 ррт у поверхности. Установление этих особенностей вертикального профиля НгО может иметь весьма важное значение для построения модели комплекса химических процессов, происходящих в атмосфере и на поверхности планеты. Измерены содержания водяно-, го пара и подробно исследована его изменчивость на высотах 55-65 км в обширных областях планеты, охваченных измерениями Венеры-15. Показано, что большие содержания (порядка 102 ррт и более), полученные в ряде других экспериментов как в подоблачной атмосфере, так и в верхней части облаков, резко противоречат спектрометрическим измерениям на АМС Венера-11-15.
Практическая ценность работы
Практическая ценность диссертации вытекает из той важной роли, которую играет водяной пар в атмосферных процессах. Полученные результаты могут быть использованы для построения и проверки моделей комплекса химических и фото-химических процессов в атмосфере и на поверхности планеты, образования облачного слоя, расчетов теплового баланса планеты, а также должны быть включены в справочную модель атмосферы Венеры.
Основные положения, выносимые на защиту
Новый анализ данных оптической спектрофотометрии на спускаемых аппаратах Венера-11-14'- получение профиля водяного пара в
атмосфере Веперы на высотах 0-00 км.
Новый анализ данных ПК фурье-спектрометрии на орбитальном аппарате Венера-15: исследование пространственно-временных вариаций содержания водяного пара на высотах 55-65 км.
Апробация работы
Результаты диссертации представлялись на семинарах отдела планет Института космических исследований РАН, .Департамента космических исследований Парижской обсерватории (Медон, Франция), Главной астрономической обсерватории НАН Украины (Киев), ассамблеях КОСПАР (Бирмингем, 1996; Нагоя, 1998), IX Конференции в Блуа "Планетные Системы: Взгляд извне" (Блуа, Франция, 1997). По теме диссертации опубликовано 6 работ, 1 работа находится в печати.
Структура и объем диссертации
