Cassini-Huygens Visual Infrared Mapping -spektrometri on saanut vääriä värejä Titanista. Kuvaluotto: Napsauta suurentaaksesi
Viimeaikaisten Cassini-, Huygens- ja maapallon havaintojen avulla tutkijat ovat pystyneet luomaan tietokonemallin, joka selittää monentyyppisten etaani- ja metaanipilvien muodostumisen Titanille.
Pilviä on viime aikoina havaittu Saturnuksen suurimmalla kuulla Titanilla paksun sameuden läpi, käyttämällä lähi-infrapunaspektroskopiaa ja kuvia etelänavasta ja lauhkeasta alueesta lähellä 40? Etelään. Maapallon kaukoputkien ja NASA / ESA / ASI Cassini -aluksen viimeisimmät havainnot tarjoavat nyt kuvan pilviklimatologiasta.
Eurooppalainen joukkue, jota johtaa Pascal Rannou palvelukeskuksesta Service d? Aeronomie, IPSL Versailles-St-Quentin, Ranska, on kehittänyt yleisen kiertomallin, joka yhdistää dynamiikan, sameuden ja pilvifysiikan tutkiakseen Titanin ilmastoa ja antaa meille mahdollisuuden ymmärtää miten tärkeimmät havaitut pilviominaisuudet tuotetaan.
Tämän ilmastomallin avulla tutkijat voivat myös ennustaa pilvien jakautumisen koko Titan-vuodelle (30 maanpäällistä vuotta) ja etenkin Cassinin seuraavien vuosien havaintoihin.
1980-luvun alkupuolen Voyager-operaatiot antoivat ensimmäiset viitteet kondenssipilvistä Titanilla. Kuun ilmakehän (tropopaus) kylmien lämpötilojen vuoksi oletettiin, että suurin osa valokemiassa yläkehän ilmakehään muodostuneista orgaanisista kemikaaleista tiivistyisi pilviin uppoutuneen. Uskottiin, että metaani tiivistyi myös korkeissa korkeuksissa, koska se oli kuljetettu pinnalta.
Siitä lähtien on luotu useita yhden ulottuvuuden malleja Titanin ilmakehästä, mukaan lukien hienostuneet mikrofysiikkamallit, ennustamaan etaani- ja metaanipisaroiden muodostumista. Samoin metaanisykli oli tutkittu erikseen kiertomallissa, mutta ilman pilvimikrofysiikkaa.
Nämä tutkimukset havaitsivat yleisesti, että metaanipilviä voi laukaista, kun ilmapaketit jäähtyivät liikkuessaan ylöspäin tai päiväntasaajasta napaan. Nämä mallit tuskin kuvasivat metaanin ja etaanin pilvisyklien hienoja yksityiskohtia.
Mitä Rannoun tiimi on tehnyt, on yhdistää pilvimikrofyysinen malli yleiseksi kiertomalliksi. Ryhmä voi nyt tunnistaa ja selittää monentyyppisten etaani- ja metaanipilvien muodostumisen, mukaan lukien etelänapaiset ja satunnaiset pilvet maltillisilla alueilla, etenkin lämpötilassa 40 ° C? S kesäpuoliskolla.
Tutkijat havaitsivat, että heidän mallinsa ennustetut pilvien fysikaaliset ominaisuudet vastasivat hyvin viimeaikaisia havaintoja. Tähän päivään mennessä havaittu metaanipilviä esiintyy paikoissa, joissa niiden mallissa ennustetaan nousevan ilman liikettä.
Havaittu eteläpolaarinen pilvi ilmestyy tietyn 'Hadley-solun' tai pystysuunnassa kiertävän ilman massan yläosassa tarkalleen sinne, missä etelänavalla ennustetaan noin 20-30 kilometrin korkeudessa.
Toistuvat suuret alueelliset (pitkittäissuunnassa) pilvet 40 ° C: ssa? S ja alemmilla leveysasteilla esiintyvät lineaariset ja erilliset pilvet korreloivat myös troposfäärin samanlaisen kiertosolun nousevan osan kanssa, kun taas pienemmät pilvet matalilla leveysasteilla, samanlaiset kuin Cassinin jo havaitsemat lineaariset ja erilliset pilvet, tuottavat mieluummin sekoitusprosessit.
”Levikkomallimme pilviä yksinkertaistetaan yksinkertaisesti suhteessa todellisiin pilviin, mutta tärkeimmät pilviominaisuudet ennustetaan löytävän vastine todellisuudessa.
"Johdonmukaisesti mallimme tuottaa pilviä paikoissa, joissa pilviä todella havaitaan, mutta se ennustaa myös pilviä, joita ei ole tai ei vielä ole havaittu", sanoi Pascal Rannou.
Titanin pilvikuvio näyttää olevan samanlainen kuin Maan ja Marsin tärkeimpien pilvikuvioiden. Hämmentäviä pilviä 40 asteessa? S-bakteereja tuottaa Hadley-solun nouseva haara, aivan kuten trooppiset pilvet ovat ITCZ: n (Intertropical Convergence Zone) alueella, kuten maapallolla ja Marsilla.
Polaariset pilvet - joita tuottavat 'polaariset solut' - ovat samanlaisia kuin ne, joita tuotetaan maan keskipituusasteilla. Toisaalta pilviä esiintyy vain tietyillä pituusasteilla. Tämä on Titan-pilvien erityispiirre, ja se voi johtua Saturnuksen vuorovesivaikutuksesta. Titanin pilvien jakautumisen dynaaminen alkuperä on helppo testata.
Pilvimäärän ennustetta tuleville vuosille verrataan Cassinin ja maanpäällisten kaukoputkien tekemiin havaintoihin. Erityiset tapahtumat todistavat ehdottomasti levityksen vaikutuksen pilvijakaumaan.
Alkuperäinen lähde: ESA-portaali
