Двадцать лет наблюдений выявили более сложную динамику марсианской атмосферы, чем ожидалось
Глубокий анализ, проведенный за два десятилетия наблюдений за атмосферой, позволил более точно определить природу атмосферных волн на Марсе.
Атмосферные волны, похожие на те, что образуются в земных океанах, но также присутствующие в газах, составляющих атмосферу, имеют фундаментальное значение для понимания механизмов, регулирующих перенос энергии и вертикального импульса в атмосфере планеты.
В исследовании, опубликованном группой специалистов из Лиссабонского университета, рассматриваются 263 волновых пакета, наблюдаемых прибором OMEGA (Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité) на борту космического аппарата Европейского космического агентства (ESA) Mars Express. Исследователи детально проанализировали 125 таких волновых систем, выявив наличие трех основных категорий: волны, связанные с сухим льдом (твердым углекислым газом), водные волны и пылевые волны.
Идентификация атмосферных структур на Марсе была затруднена низкой плотностью облаков и их неоднородным распределением. Для преодоления этих трудностей при обработке изображений была выбрана определенная длина волны (0,5 микрометра), способная выделить контрасты, связанные с атмосферными возмущениями. Задача состояла в том, чтобы определить не только наличие волн, но и их морфологические свойства, такие как горизонтальная длина волны и ориентация относительно широты.
Несбалансированная атмосфера: асимметрия между полушариями
Одним из самых поразительных результатов исследования является сильная асимметрия между северным и южным полушариями Марса с точки зрения частоты, протяженности и морфологии наблюдаемых атмосферных волн. Этот дисбаланс не имеет прямого аналога в земной динамике, где наличие океанов и распределение континентальной массы, как правило, нивелирует климатические эффекты между двумя половинами земного шара.
С другой стороны, на Марсе заметные топографические различия между севером и югом, а также различное сезонное падение солнечной радиации, по-видимому, способствуют гораздо менее симметричному поведению атмосферы.
Исследование показывает, что атмосферные волны на Марсе более устойчивы и неравномерно распределены, чем считалось ранее. Их расположение, как правило, зависит от сезона, широты и типа частиц в атмосфере (лед, вода или пыль). Такое поведение дает ценное представление о механизмах, регулирующих марсианскую метеорологию и локальные климатические вариации, открывая новые вопросы о том, как эти явления влияют, например, на глобальный энергетический баланс планеты или циркуляцию ветра.
На пути к более точной марсианской климатологии
Анализ 20-летних данных закладывает прочную основу для будущих климатических моделей Марса. Теперь исследователи намерены расширить работу, включив в нее изучение полей ветра, чтобы дополнить анализ волн более полной картой атмосферной динамики.
Глубокое понимание этих явлений — важнейший шаг для следующих этапов марсианских исследований, как автоматизированных, так и человеческих. Ведь атмосферные волны напрямую влияют на распределение пыли, формирование облаков и поведение воздушных потоков, что крайне важно для проектирования будущих миссий и прогнозирования экстремальных погодных явлений.
Работа, проведенная португальской командой, представляет собой первую систематическую попытку каталогизации и интерпретации марсианских атмосферных волн в широком временном масштабе. Подобные исследования помогают преодолеть разрыв между наблюдениями и моделированием, предоставляя полезный справочный материал не только для анализа марсианской атмосферы, но и для сравнения с атмосферами других планет, таких как Земля и Венера.
С результатами исследования, опубликованными в журнале Journal of Geophysical Research: Planets, можно ознакомиться .