Чтение онлайн

Наблюдения обнаружили высокую корреляцию между уровнем микросейсмических шумов и скоростью ветра, полученной по данным метеорологических измерений. Наиболее спокойным временем суток оказался интервал с 18 ч (2 ч до захода Солнца) до 04 ч (вскоре после восхода Солнца), в течение которого скорость ветра снижается до значений меньше 1–2 м/с. Вариации сейсмического сигнала отражают рост интенсивности порывов ветра в послеполуденное время. Вспышки шумов продолжительностью 1–3 мин происходят в это время с интервалами 10–50 мин. Хотя за первые 60 дней наблюдений не было обнаружено марсотрясений, было бы преждевременно делать определенные выводы о сейсмичности на Марсе, поскольку существующие там условия допускают проявление сейсмичности.

Выявленное измерениями атмосферного давления монотонное уменьшение среднесуточных значений на протяжении всего 20-суточного периода следует объяснить влиянием конденсации углекислого газа в зоне южной (зимней) полярной шапки. Сравнение измеренного понижения давления (0,0122 мбар/сут) с результатами расчетов для различных моделей привело к выводу, что модель, предполагающая адсорбцию углекислого газа марсианским реголитом (во всяком случае, за период сезона) неприемлема.

Предположение о влиянии конденсации углекислого газа в зоне зимней полярной шапки на монотонное уменьшение атмосферного давления у поверхности Марса подтверждается результатами расчетов [96, 97]. Было выполнено численное моделирование общей циркуляции атмосферы (ОЦА) на Марсе для периода функционирования спускаемых аппаратов АМС «Викинг». С этой целью применена трехуровенная модель ОЦА, разработанная Минцем и Аракавой. Предполагается, что неизменное давление на уровне тропопаузы в чисто углекислотной атмосфере Марса составляет 1 мбар, начальное среднее давление на уровне поверхности планеты равно 5,81 мбар, а температура изотермической атмосферы 200 К. Заданы среднее глобальное альбедо 0,24, альбедо поверхности при наличии инея и в зоне полярных шапок 0,6, тепловая инерция грунта 272 вт/ (м2·с1/2·К), оптическая толщина облаков из льда 1 мкм и средний радиус частиц 2 мкм.

Расчеты глобальных полей атмосферного давления, температуры и геопотенциала сделаны для трех уровней = (Р — Рт)/(Рs — Рт) =0,213; 0,603; 0,890 (Ps, Pт — атмосферное давление на уровне поверхности и тропопаузы соответственно) для узлов сетки 5x6°. В рассматриваемый период (вторая половина лета северного полушария) происходит быстрое развитие южной полярной шапки, достигающей 45° ю. ш., которое сопровождается уменьшением массы атмосферы. В начале периода имеет место небольшое отступление северной полярной шапки, но оно полностью прекращается на 30-е сутки (статистическое равновесие ОЦА достигается через 15 сут).

Анализ полей давления, температуры и геопотенциала, полученных осреднением за 55–63 сут численного моделирования, показал, что расчетное поле ветра можно представить в виде суммы трех компонентов: зонально-симметричной, топографически обусловленной и суточной приливной. Оценки скорости ветра у поверхности в трех возможных точках посадки дали средние значения, варьирующие в пределах 20–25 м/с, но максимальные значения оказываются иногда в два раза превосходящими средние величины (более слабые ветры обнаружены в высоких широтах).

Если пренебречь влиянием адсорбции углекислого газа реголитом, то за первые два месяца функционирования АМС «Викинг» атмосферное давление у поверхности должно упасть на 0,8 мбар под влиянием аккумуляции СО2 южной полярной шапкой (выделение СО2, адсорбированного реголитом, может, вообще говоря, сглаживать эти вариации).

Наличие сильного меридионального градиента температуры в полосе 20–60° ю. ш. свидетельствует о том, что эта полоса представляет собой зону интенсивной бароклинной неустойчивости. Здесь наблюдается, с другой стороны, очень сильная статическая устойчивость. Под влиянием топографии в поле ветра формируется отчетливая компонента в виде стоячих волн. Построение годографов вектора скорости ветра в возможных точках посадки СА выявило лишь небольшое изменение скорости и направления ветра в течение суток. По-видимому, эта изменчивость недооценена, однако, примерно вдвое ввиду схематичности учета влияния атмосферных приливов.

Погода и климат планеты в существенной степени определяются взаимодействием атмосферы с подстилающей поверхностью. Это взаимодействие выражается в обмене количеством движения, теплом, а также в газовом и радиационном обмене. Основными механизмами такого обмена являются диффузия (молекулярная и турбулентная), конвекция и перенос излучения. В настоящее время дело обстоит так, что именно эти процессы в марсианской атмосфере наименее известны. Естественно поэтому, что перспективы исследований в области марсианской метеорологии должны быть прежде всего связаны с изучением динамики и переноса излучения в пограничном слое атмосферы на основе анализа постепенно накапливающихся данных наблюдений и теоретических исследований. Особое внимание привлекают проблема малых газовых и аэрозольной компонент марсианской атмосферы, дальнейшие исследования динамики полярных шапок и ее влияния на общую циркуляцию атмосферы, выявление вклада атмосферных приливов в развитие погодообразующих процессов. Несмотря на значительный прогресс в изучении природы глобальных пыльных бурь, причины этого явления остаются недостаточно определенно выявленными. Несомненно актуальны дальнейшие прямые измерения состава и свойств марсианского грунта, что является единственным надежным путем для решения проблемы жизни на Марсе.

Как и следовало ожидать, успех миссий АМС «Викинг-1, -2» определил не только значительное расширение наших знаний о планете, но и оставил много неясных вопросов. Упомянутые выше проблемы являются лишь отдельными примерами нерешенных аспектов изучения Марса.

1 Аксенов С. И. и др. Марс как среда обитания.— Проблемы космической биологии, М., «Наука», 1976, т. 32, 232 с.

2 Вдовин В. В. Расчет тепловой динамики поверхности Марса.— «Космич. исслед.», 1977, т. 15, вып. 2, с. 238–247.

3. Изаков М. Н. Структура и динамика верхних атмосфер Венеры и Марса. — «Успехи физ. наук», 1976, т. 119, № 2, с. 295–342.

4. Изаков М. Н., Морозов С. К. Структура и динамика экваториальной термосферы Марса. — «Космич. исслед.», 1976 т. 14, вып. 3, с. 476–478.

5. Истомин В. Г. и др. Эксперимент по измерению состава атмосферы на спускаемом аппарате космической станции «Марс-6». — «Космич. исслед.», 1975, т. 13, № 1, с. 16–20.

6. Козырев Н. А. Спектральные признаки существования снега и льда в атмосфере Марса.— «Изв. Гл. астрон. обе», 1964, т. 23, вып. 5, № 175, с. 72–74.

7. Кондратьев К. Я., Бунакова А. М. Метеорология Марса.— Л., Гидрометеоиздат, 1973. 62 с.

8. Кондратьев К. Я. Сравнительная метеорология планет.— Л., Гидрометеоиздат, 1975. 48 с.

9. Кондратьев К. Я. Метеорология планет. Л., Изд. ЛГУ, 1977. 236 с.

10. Кондратьев К. Я., Москаленко Н. И. Тепловое излучение планет. Л., Гидрометеоиздат. 1977. 263 с.

11. Краснопольский В. А., Крысько А. А., Рогачев В. Н. Ультрафиолетовая фотометрия Марса на спутнике «Марс-5».— «Космич. исслед.», 1977, т. 15, вып. 2, с. 255–260.

12. Сурков Ю. А., Федосеев Г. А. Аргон-40 в атмосфере Марса. — «Космич. исслед.», 1976, т. 14, вып. 4, с. 592–597.

13. Ajello J. M. et al. Mariner 9 ultraviolet spectrometer experiment: bright-limb observations of the lower atmosphere of Mars.— "J. Atmos. Sci.", 1976, vol. 33, N 3, p. 544–552.

14. Anderson D. L. et al. The Viking seismic experiment.— "Science", 1976, vol. 194, N 4271, p. 1318–1321.

15. Aronson J. R., Ems lie A. G. Composition of the martian dust as derived by infrared spectroscopy from Mariner 9.— "J. Geophys. Res.", 1975, vol. 80, N 35, p. 4925–4931.

16. Вaird A. K. et al. Minerologic and petrologic implications of Viking geochemical results from Mars: interim report.— "Science", 1976, vol. 194, N 4271, p. 1288–1293.

17. Biemann K. et al. Search for organic and volatile inorganic compounds in two surface samples from the Chryse Planitia region of Mars.— "Science", 1976, vol. 194, N 4260, p. 72–76.

18. Biemann K. et al. The atmosphere of Mars near the surface: isotope ratios and upper limits on noble gases.— "Science", 1976, vol. 194, N 4260, p. 76–78.