Особенности атмосферы планеты Венера

Венера на ночном небе выглядит как самая яркая звезда. Планета окутана пеленой облаков такой плотности, что они отражают существенную часть солнечного света. Атмосфера Венеры, ее химический состав, характеристики являются объектом исследований, так как эта ближайшая к Земле планета по некоторым параметрам схожа с ней.

Венера невооруженным глазом
Венера – один из наиболее интересных объектов звездного неба, который по яркости свечения уступает лишь Солнцу и Луне. Credit: Stellarium.

Состав атмосферы

Несмотря на то что Венера и по массе, и по габаритам несколько меньше нашей планеты, масса ее атмосферы в 93 раза больше массы земного воздуха.

Атмосфера Венеры состоит:

  1. Преобладающим веществом, составляющим почти 96,5% атмосферы этой планеты, является углекислый газ.
  2. Остальные 3,5% занимает азот.
  3. В крайне маленьких долях прочие вещества:
  • диоксид серы — 0,018%;
  • аргон — 0,007%;
  • водяной пар — 0,003%;
  • угарный газ — 0,0017%;
  • гелий — 0,0012%;
  • неон — 0,0007%.
  • фтороводород;
  • хлороводород.
Схема оболочек Венеры
Венера вращается вокруг своей оси крайне медленно: один оборот занимает примерно 243 земных суток. При этом атмосфера Венеры движется намного быстрее, совершая полный оборот вокруг планеты лишь за четверо земных суток. Credit: infourok.ru.

Структура атмосферы Венеры

Атмосфера Венеры обладает высокой плотностью. Такая особенность газового слоя, по мнению исследователей, объясняет тот факт, что Венера не подвергается ударам астероидов и метеоритов. Эти космические тела просто сгорают, не долетая до поверхности планеты.

Вся атмосфера разделена на слои, имеющие различную плотность.

Особенностью являются облака, состоящие из серной кислоты, которые образуют плотную оболочку, отражающую до 75% солнечных лучей.

В толще этих облаков происходят химические реакции, образуются кислотные дожди, испаряющиеся, не доходя до поверхности, периодически возникают молнии, которые фиксируются приборами земных обсерваторий и космических зондов.

Как выглядит планета Венера в телескоп
Атмосфера Венеры намного плотнее и горячее атмосферы Земли: её температура на среднем уровне поверхности составляет около 740 К (467 °С), а давление — 93,3 бар. Credit: аппарат «Венера-Экспресс», ESA.

Слои атмосферы на планете

Верхняя граница газовой оболочки планеты достигает высоты 350 км.

От твердой поверхности до верхней границы атмосферные слои располагаются в следующем порядке:

  • тропосфера — до 65 км;
  • мезосфера — от 65 до 120 км;
  • термосфера — от 120 до 250 км;
  • ионосфера — оболочка из электрически заряженных частиц, расположенная над основной частью атмосферы, высота 150-300 км (у Венеры толщина ее зависит от интенсивности рентгеновского и ультрафиолетового излучения солнца).

Зона океана

Так принято называть самый нижний участок тропосферы, имеющий высоту 5 км. В этом слое тропосферы двуокись углерода вследствие высокого атмосферного давления находится в промежуточном агрегатном состоянии (между газообразным и жидким).

Ученые называют такую субстанцию «сверхкритическим» флюидом. Движение воздуха у поверхности из-за большой вязкости характеризуется низкими скоростями — всего 1-3 м/сек.

Состояние двуокиси углерода на Венере
На Венере нет воды. Двуокись углерода образует «сверхкритический флюид» — состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Credit: spacegid.com.

Тропосфера Венеры

Это самая плотная часть атмосферы. Начинается этот слой у поверхности и распространяется до высоты 65 км. У поверхности давление достигает 93,3 бар, а температура 467°C.

В зоне 5-30 км от поверхности сконцентрировано более 90% массы всей атмосферы Венеры. Эта часть тропосферы выглядит как гомогенный сернокислотный туман.

Чем больше удаление от поверхности планеты, тем ниже значения температуры и давления.

В верхних отделах тропосферы эти параметры близки к средним значениям на Земле. Скорость ветра на этой высоте достигает 100 м/сек.

Изображение феномена в атмосфере Венеры
Японский зонд сфотографировал исполинский феномен в атмосфере Венеры. «Горная волна» — особый тип атмосферной гравитационной волны, который появляется, когда ветер особым образом пролетает через горную местность. Credit: межпланетная станция Akatsuki, JAXA.

Тропопауза

Этим термином называют пограничную область, пролегающую между тропосферой и мезосферой. Она начинается несколько выше 50 км от поверхности.

Здесь проходит нижняя граница зоны, где условия относительно схожи с земными: температура около 20°C и давление около 1 бар.

Мезосфера

Начинается этот слой над облаками на высоте 65 км. Состоит мезосфера из находящихся в разреженном состоянии углекислого газа и водорода.

Облака атмосферы Венеры
Непрозрачность атмосферы Венеры объясняется не столько массой или очень высокой плотностью газовой оболочки, сколько главным образом постоянно закрытым слоем облаков. Основной составной частью слоя облаков являются капельки серной кислоты, содержание которых достигает приблизительно 75 массовых процентов. Credit: аппарат «Венера-Экспресс», ESA.

Термосфера

Зона термосферы занимает пространство от высоты 120 км над поверхностью планеты и до верхней границы атмосферы — 220-350 км. От мезосферы этот слой отделен мезопаузой, занимающей уровень 95-120 км.

На ночной стороне термосфера — это наиболее холодная область на Венере; здесь температурный показатель опускается до -173°C.

Ветер и атмосферная циркуляция

Скорость ветра на Венере возможно измерить лишь в тропопаузе (60-70 км от поверхности планеты). Эта граница совпадает с верхним слоем облаков.

Линейная скорость ветра на этой высоте — от 100 до 110 м/сек. Замер был сделан несколько ниже широты 50°. С увеличением широты скорость ветра снижается вплоть до полного исчезновения на полюсах.

В связи с особенностью скорости ветра возникло интересное явление, названное “супервращением атмосферы”. Оно заключается в том, что ветра, дующие у верхней границы облаков, облетают вокруг планеты быстрее, чем она сама оборачивается вокруг своей оси.

Супервращение атмосферы на Венере дифференцировано: в зоне экватора тропосфера вращается медленнее, чем такой же слой в средних широтах.

Изображение торнадо на Венере
Полярные вихри — это гигантские торнадо, подобные земным, однако на Венере они в четыре раза больше. Ураганы на Венере образуются когда потоки раскаленной атмосферы из экваториальных широт сходятся на полюсах и закручиваются. Credit: ESA – AOES Medialab

Магнитное поле Венеры

В отличие от большинства планет Солнечной системы, магнитного поля Венера не имеет.

Магнитосфера планеты индуцируется частицами солнечного ветра, прилетающего из космоса.

Парниковый эффект

Наличие выраженного парникового эффекта обусловлено высоким содержанием углекислого газа, наличием водяных паров и сернистого газа.

Слой облаков, состоящих из этой смеси, и делает Венеру наиболее горячей из всех планет Солнечной системы. Высокая плотность тропосферы обеспечивает постоянную температуру в любое время суток. Температура на дневной и ночной сторонах отличается незначительно.

Парниковый эффект на Венере (схема)
Парниковым газом выступает углекислый. Сквозь него проходят разные длины волн, но ему удается эффективно накапливать тепло, функционируя в качестве своеобразного одеяла.
Credit: 900igr.net.

Исследования атмосферы Венеры

За планетой наблюдают длительное время:

  1. Первые наблюдения.
    В XVIII в. Михаил Ломоносов, наблюдая за движением Венеры на фоне солнечного диска, заметил и смог правильно истолковать оптический эффект в виде светлого ореола. По его мнению, это была рефракция солнечных лучей в атмосфере Венеры.
  2. Начало исследований.
    С середины XX в. началось исследование Венеры. Мощные спектроскопы позволили определить Руперту Вильдту, что химический состав атмосферы резко отличается от земного, и что количество углекислого газа в ней свидетельствует о высокой температуре.
  3. Радары и телескопы на Земле.
    Исследования проводились с помощью наземных радаров и телескопов в разных диапазонах волн. Это позволило заглянуть под облака и сфотографировать элементы рельефа планеты.
  4. Выход в космос.
    С помощью космических зондов серий «Венера» и «Маринер» удалось изучить все слои атмосферы. Некоторые устройства достигли поверхности Венеры и передавали данные на Землю.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector