Obrazy Tytana w fałszywych kolorach uzyskane za pomocą spektrografu do mapowania w podczerwieni Cassini-Huygens. Kredyt na zdjęcie: Kliknij, aby powiększyć
Korzystając z ostatnich obserwacji Cassiniego, Huygensa i Ziemi, naukowcom udało się stworzyć model komputerowy, który wyjaśnia powstawanie kilku rodzajów chmur etanu i metanu na Tytanie.
Chmury zaobserwowano ostatnio na Tytanie, największym księżycu Saturna, przez gęstą mgłę, za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni oraz zdjęć bieguna południowego i regionów umiarkowanych w pobliżu 40? Południe. Ostatnie obserwacje z teleskopów ziemskich i statku kosmicznego Cassini NASA / ESA / ASI zapewniają teraz wgląd w klimatologię chmur.
Europejski zespół kierowany przez Pascala Rannou z Service d? Aeronomie, IPSL Universite de Versailles-St-Quentin, Francja, opracował ogólny model obiegu, który łączy dynamikę, zamglenie i fizykę chmur w celu zbadania klimatu Tytana i pozwala nam zrozumieć, w jaki sposób powstają główne cechy chmur, które są obserwowane.
Ten model klimatu pozwala także naukowcom przewidzieć rozkład chmur w całym roku Tytana (30 lat ziemskich), a zwłaszcza w kolejnych latach obserwacji Cassiniego.
Misje Voyager na początku lat 80. XX wieku dały pierwsze oznaki chmur kondensatu na Tytanie. Z powodu niskich temperatur w księżycowej atmosferze (tropopauza) założono, że większość organicznych substancji chemicznych powstających w górnej atmosferze w wyniku fotochemii skrapla się w chmury podczas tonięcia. Uważano, że metan skrapla się również na dużych wysokościach, ponieważ został przeniesiony z powierzchni.
Od tego czasu stworzono kilka jednowymiarowych modeli atmosfery Tytana, w tym wyrafinowane modele mikrofizyczne, aby przewidzieć powstawanie kropli etanu i metanu. Podobnie cykl metanowy badano osobno w modelu cyrkulacyjnym, ale bez mikrofizyki w chmurze.
Badania te ogólnie wykazały, że chmury metanu mogą być wyzwalane, gdy paczki powietrza ochładzają się podczas ruchu w górę lub od równika do bieguna. Jednak modele te z trudem uchwyciły drobne szczegóły dotyczące cykli chmur metanu i etanu.
Zespół Rannou zrobił połączenie modelu mikrofizycznego w chmurze z ogólnym modelem obiegu. Zespół może teraz zidentyfikować i wyjaśnić powstawanie kilku rodzajów chmur etanu i metanu, w tym chmur południowych i sporadycznych w regionach umiarkowanych, szczególnie w temperaturze 40 ° C? S na półkuli letniej.
Naukowcy odkryli, że przewidywane właściwości fizyczne chmur w ich modelu dobrze pasują do ostatnich obserwacji. Obserwowane do tej pory chmury metanu pojawiają się w miejscach, w których przewidywane są wznoszące się ruchy powietrza w ich modelu.
Obserwowana południowa chmura polarna pojawia się na szczycie konkretnej „komórki Hadleya” lub masy pionowo krążącego powietrza, dokładnie tam, gdzie przewidywana na biegunie południowym na wysokości około 20-30 kilometrów.
Nawracające duże chmury strefowe (kierunek wzdłużny) w 40? S oraz chmury liniowe i dyskretne pojawiające się na niższych szerokościach geograficznych są również skorelowane z rosnącą częścią podobnej komórki cyrkulacyjnej w troposferze, podczas gdy mniejsze chmury na małych szerokościach geograficznych, podobne do chmur liniowych i dyskretnych już obserwowanych przez Cassiniego, są raczej wytwarzane przez procesy mieszania.
„Chmury w naszym modelu obiegu są z konieczności uproszczone w stosunku do rzeczywistych chmur, jednak przewidywane główne cechy chmur znajdują odpowiednik w rzeczywistości.
„Nasz model konsekwentnie wytwarza chmury w miejscach, w których chmury są faktycznie obserwowane, ale przewiduje także chmury, które nie zostały jeszcze zaobserwowane lub jeszcze nie zostały zaobserwowane”, powiedział Pascal Rannou.
Wzór chmur Tytana wydaje się być podobny do głównych wzorów chmur na Ziemi i Marsie. Zagadkowe chmury w wieku 40 lat? S są wytwarzane przez rosnącą gałąź komórki Hadleya, dokładnie tak, jak tropikalne chmury znajdują się w strefie konwergencji międzytropikalnej (ITCZ), podobnie jak na Ziemi i Marsie.
Chmury polarne - wytwarzane przez „komórki polarne” - są podobne do chmur wytwarzanych na średnich szerokościach geograficznych na Ziemi. Z drugiej strony chmury pojawiają się tylko na niektórych długościach geograficznych. Jest to szczególna cecha chmur Tytana i może być spowodowana efektem pływowym Saturna. Dynamiczne pochodzenie dystrybucji chmur w Titan jest łatwe do przetestowania.
Prognozy zachmurzenia na nadchodzące lata zostaną porównane z obserwacjami dokonanymi przez Cassiniego i naziemne teleskopy. Konkretne wydarzenia z pewnością udowodnią rolę obiegu w dystrybucji chmury.
Oryginalne źródło: Portal ESA
