SEASONS ON SATURN. II. INFLUENCE OF SOLAR ACTIVITY ON VARIATION OF METHANE ABSORPTION
Наукові журнали НАУ
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
SEASONS ON SATURN. II. INFLUENCE OF SOLAR ACTIVITY ON VARIATION OF METHANE ABSORPTION
Сезоны на Сатурне. II. Влияние солнечной активности на изменение метанового поглощения СЕЗОНИ НА САТУРНI. II. ВПЛИВ СОНЯЧНОЇ АКТИВНОСТI НА ЗМIНУ МЕТАНОВОГО ПОГЛИНАННЯ |
|
| Creator |
Видьмаченко, А. П.; Главная астрономическая обсерватория НАН Украины
|
|
| Subject |
atmosphere; Saturn; methane absorption; seasonal variations; solar activity
523.4 атмосфера; Сатурн; метановое поглощение; сезонные изменения; солнечная активность 523.4 атмосфера; Сатурн; метановое поглощение; сезонные изменения; солнечная активность 523.4 |
|
| Description |
Methane and ammonia in the atmosphere of Saturn are in the form of impurities at the levelof less than tenths of a percentage. They take part in photochemical processes, the main products of which arehydrocarbons and ammonia NH3. Polyacetylenes absorb sunlight almost to 400 nm, and hydrocarbons <180 nm.Therefore, the solar activity cycle, the slope of the equator to the plane of the orbit, the orbital motion and thepresence of the rings induce change in composition of the upper atmosphere. Radiation constants in the atmospheredepend on the physical and chemical conditions, decreasing from ∼10 years at the visible clouds level, to months intropopause, and days in stratosphere. The observed seasonal effects may be associated also with condensation and convection, and the dynamic time scale may be only tens of hours. The data analysis on the methane absorptiondistribution over the disk of Saturn for 1964–2012 showed a significant seasonal changes in the levels of visibleclouds and above clouds haze. Changes of methane absorption along the meridian in the equinox 1966 and 1995, hadthe opposite course to the results in equinox 1980. But the expected differences in the change of methane absorption atthe equinox 2009, similar to 1980, did not happen. Although all the physical and orbital characteristics of Saturn atequinoxes in these moments repeated, but the response to them were received various. A few years before the equinoxin 1966, 1980 and 1995, the number of R, characterizing solar activity, varied from 40 to 180. Before equinox 2009 the Sun has minimal activity and the R value was practically zero. According to observations at the time of equinox 2009, convection in the Saturn’s atmosphere stayed at a minimal level. After exiting of rings shadows in winter northern hemisphere deep cloud layer was “frozen” at the same low level at absence of active processes on the Sun.This allowed easily to register a thick layer of methane and ammonia gas. So how such haze has a photochemicalnature, it can be assumed that due to minimum of solar activity, in the Saturn’s atmosphere was not enough energyfor formation of photochemical aerosol layer. Because of such a set of physical and chemical conditions in Saturn’satmosphere, and low-activity in winter hemisphere, the methane absorption remained almost unchanged and equal tothe absorption in the former summer hemisphere with maximum irradiated sunlight.
В атмосфере Сатурна метан и аммиак находятся в виде примесей на уровне меньше десятых долей процента. Они участвуют в фотохимических процессах, основными продуктами которых являются углеводороды иаммиак NH3. Полиацетилены поглощают солнечный свет почти до 400 нм, а углеводороды — короче 180 нм.В связи с этим солнечный цикл, наклон экватора к плоскости орбиты, последствия орбитального движенияи наличие колец индуцируют изменение состава верхней атмосферы. Радиационные константы атмосферы зависят от физико-химических условий, уменьшаясь от ∼10 лет на уровне видимых облаков до месяцев в тро-попаузе и дней в стратосфере. Наблюдаемые сезонные эффекты могут быть связаны еще и с конденсацией иконвекцией, а динамическая шкала времени там может быть всего десятки часов. Анализ данных о распреде-лении метанового поглощения по диску Сатурна за 1964–2012 гг. показал существенные сезонные измененияна уровнях видимых облаков и в надоблачной дымке. Меридианный ход метанового поглощения в равноденствия 1966 и 1995 гг. имеет противоположный ход к результатам в равноденствие 1980 г. Но ожидаемого отличия в ходе метанового поглощения в равноденствие 2009 г., аналогичного к 1980 г., не произошло. Хотявсе физико-орбитальные характеристики Сатурна в эти моменты равноденствий повторились, но отклик наних получился различный. За несколько лет до равноденствий в 1966, 1980 и 1995 гг. число R, характеризующее солнечную активность, изменялось от 40 до 180. Перед равноденствием 2009 г. Солнце находилось в минимуме активности, и значение R практически было равно нулю. Согласно наблюдениям, в момент равноденствия 2009 г. конвекция в атмосфере Сатурна пребывала на минимальном уровне. После выхода из тени колец глубокие облачные слои в зимнем северном полушарии остались в «замороженном» состоянии на прежнем низкомуровне при отсутствии активных процессов на Солнце. Это позволило беспрепятственно регистрировать мощный слой газа из метана и аммиака. Поскольку такая дымка имеет фотохимическую природу, то можно предположить, что из-за минимальной активности Солнца в атмосфере Сатурна не хватило энергии для образования фотохимического аэрозольного слоя. Из-за такого набора физико-химических условий в атмосфере Сатурна метановое поглощение в малоактивном зимнем полушарии осталось практически неизменным иравным поглощению в бывшем летнем максимально облучаемом солнечным светом полушарии. В атмосферi Сатурна метан i амiак знаходяться у виглядi домiшок на рiвнi менше десятих часток вiдсотка. Вони беруть участь у фотохiмiчних процесах, основними продуктами яких є вуглеводнi iамiак NH3. Полiацетилени поглинають сонячне свiтло майже до 400 нм, а вуглеводнi — коротше 180 нм. Узв’язку з цим сонячний цикл, нахил екватора до площини орбiти, наслiдки орбiтального руху i наявнiсть кiлець iндукують змiну складу верхньої атмосфери. Радiацiйнi константи атмосфери залежать вiд фiзико-хiмiчнихумов, зменшуючись вiд ∼10 рокiв на рiвнi видимих хмар, до мiсяцiв в тропопаузi i днiв у стратосферi. Спосте-режуванi сезоннi ефекти можуть бути пов’язанi ще й з конденсацiєю i конвекцiєю, а динамiчна шкала часутам може бути всього десятки годин. Аналiз даних про розподiл метанового поглинання по диску Сатурназа 1964–2012 показав суттєвi сезоннi змiни на рiвнях видимих хмар i туману над хмарами. Меридiанний хiдметанового поглинання в рiвнодення 1966 i 1995 має протилежний хiд до результатiв у рiвнодення 1980. Але очiкуваної вiдмiнностi в ходi метанового поглинання в рiвнодення 2009, аналогiчного до 1980 року, не вiдбулося. Хоча всi фiзико-орбiтальнi характеристики Сатурна в цi рiвнодення повторилися, але вiдгук на них вийшов рiзний. За кiлька рокiв до рiвнодень в 1966, 1980 i 1995 рр. число R, що характеризує сонячну активнiсть, змiнювалося вiд 40 до 180. Перед рiвноденням 2009 Сонце знаходилося в мiнiмумi активностi, i значення R практично дорiвнювало нулю. Згiдно зi спостереженнями, в момент рiвнодення 2009 конвекцiя в атмосферi Сатурна перебувала на мiнiмальному рiвнi. Пiсля виходу з тiнi кiлець глибокi хмарнi шари в зимовiй пiвнiчнiй пiвкулi залишилися в «замороженому» станi на колишньому низькому рiвнi при вiдсутностi активних процесiв на Сонцi. Це дозволило безперешкодно реєструвати потужний шар газу з метану й амiаку. Оскiлькитакий серпанок має фотохiмiчну природу, то можна припустити, що через мiнiмальну активнiсть Сонця ватмосферi Сатурна не вистачило енергiї для утворення фотохiмiчного аерозольного шару. Через такий набiрфiзико-хiмiчних умов в атмосферi Сатурна метанове поглинання в малоактивнiй зимовiй пiвкулi залишилося майже незмiнним i рiвним поглинанню в колишнiй лiтнiй максимально освiтленiй сонячним свiтлом пiвкулi. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2018-07-06
|
|
| Type |
Рецензована стаття
|
|
| Format |
application/pdf
application/pdf application/pdf |
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/ASTRO/article/view/12854
|
|
| Source |
Вісник Астрономічної школи; Том 11, № 1 (2015); 15-23
Astronomical School’s Report; Том 11, № 1 (2015); 15-23 Вестник Астрономической Школы; Том 11, № 1 (2015); 15-23 |
|
| Language |
uk
|
|