Журнал Природа, 2005г. №9

Журнал Природа, 2005г. №9

Содержание
OCR
КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

а

б

Рис.3. Гидрологический цикл Марса по данным разработанной в Лаборатории геофизической гидродинамики
(США) при сотрудничестве с ИКИ РАН численной модели общей циркуляции атмосферы, иллюстрирующий
роль облаков при переносе воды. По горизонтальной оси отложена широта, по вертикальной — давление
в логарифмическом масштабе. Рисунки приведены в разных масштабах по вертикали (см. шкалу давлений).
В афелии (а) мощная тропическая облачность приводит к быстрому оседанию ледяных частиц и отрыву потока
масс воды (линии тока показаны синим цветом) от атмосферной циркуляции (линии тока зеленые, направление
показано стрелками), препятствуя ее меридиональному переносу в южное полушарие. В перигелии (б)
облачность слаба, и линии тока воды в атмосфере повторяют течение воздушных масс.

глобальной конвективной ячей
ке — не от экватора в тропики,
как на Земле, а из летнего полу
шария в зимнее. Сама ячейка,
в отличие от земной, простира
ется до полярных широт. Связа
но это с повышенной статичес
кой устойчивостью марсианс
кой атмосферы за счет присут
ствия в ней дополнительного
поглотителя — пылевого аэро
золя. Во время прохождения
Марсом афелия глобальный по
яс облаков, образующийся изза
относительно холодного и
влажного климата в самом нача
ле восходящей ветви глобаль
ной
конвективной
ячейки
(рис.3,а), препятствует перено
су воды в южное полушарие.
В перигелии (рис.3,б) темпера
туры выше, облачной «пробки»
не образуется, и весь находя
щийся в атмосфере водяной пар
равномерно перемешивается
между полушариями. За дли
тельное время (период оборота
перигелия Марса составляет
около 50 тыс. лет) происходит
28

«перекачка» довольно сущест
венных масс воды в полушарие,
лето в котором совпадает с афе
лием, чем и объясняется разли
чие полярных шапок. Очевидно,
такой сезонный «насос» меняет
направление через полпериода
оборота перигелия Марса, и, ес
ли считать его основным объяс
нением асимметрии полярных
шапок, следует признать, что
возраст этой асимметрии около
25 тыс. лет. Другое объяснение
[4] основано на глобальной
асимметрии фигуры Марса. Во
время северного лета меридио
нальный поток ячейки «взбира
ется в гору», что ослабляет ее
интенсивность и, следователь
но, ослабляет меридиональный
перенос воды, способствуя на
коплению воды на северном по
люсе. В южное лето, напротив,
атмосферный поток «скатывает
ся с горы», его интенсивность
выше, интенсивнее и меридио
нальный перенос, вследствие
чего вода на южном полюсе не
задерживается. Вопрос о коли

чественном соотношении этих
механизмов пока остается отк
рытым, однако обнаружение ап
паратом «Mars Express» водяно
го льда в Южной полярной шап
ке косвенно указывает на отно
сительно молодой возраст ее уг
лекислого покрова и, следова
тельно, поддерживает гипотезу
Клэнси.
Иногда в период прохожде
ния перигелия запыленность ат
мосферы начинает быстро рас
ти, так что через несколько не
дель вся планета оказывается
покрыта пылевыми облаками
(рис.4). Возникают глобальные
пылевые бури — атмосферные
неустойчивости, не имеющие
земных аналогов. В такие пери
оды возникает положительная
обратная связь между атмос
ферным переносом пыли, пог
лощающей солнечное излуче
ние, и интенсивностью цирку
ляции ячейки. В этом явлении
много неясного — например,
спусковой механизм, способ
ствующий зарождению неустой
ПРИРОДА • №9 • 2005