таким: СО -97, N - 2, О - 0,1, Н О - 0,05%. Последующие полеты космических

аппаратов подтвердили приведенные данные с небольшими коррективами. Крайне

незначительное содержание водяного пара в атмосфере , а в ней сосредоточена

вся планетная масса гидросферы внешней области Венеры, представляет собой

на сегодняшний день загадку.

Атмосферы планет земной группы формировались за счет выхода из недр

вулканических газов при дифференциации вещества в стадию его расплавления.

Основную часть вулканических газов составляют водяной пар и углекислый газ,

находящиеся между собой в объемном соотношении 5 : 1 (Маров, 1976).

Свободные азот, кислород, водород в состав вулканических газов не входят ,

а представляют собой продукты последующих реакций.

По оценкам, общее количество углекислого газа на Венере и Земле

приблизительно одинаковое. Только на Земле он связан в осадочных породах и

отчасти поглощен водными массами океанов, на Венере же весь он

сконцентрирован в атмосфере. Обилие углекислого газа в современной

атмосфере Венеры в тысячи раз превышает общее его количество в земной

атмосфере.

В соответствии с приведенной пропорцией выделения водяного пара и

углекислого газа при дифференциации планетного вещества Венера должна была

бы иметь мощнейшую гидросферу, вполне сопоставимую с земной - с толщиной

эквивалентного слоя воды на поверхности порядка 2,7 км. Приблизительно

такого же колоссального масштаба должна была бы быть и гидросфера Венеры -

планеты , по своим размерам и эволюции очень сходной с Землей. Куда же

девались с Венеры огромные массы воды? Надежного ответа на поставленный

вопрос пока нет.

Вертикальная структура. В соответствии с температурным профилем

(рис.1) атмосфера Венеры делится на две области: тропосферу,

простирающуюся от поверхности планеты до приблизительно 100 км, и

термосферу (Schubert and Covey, 1981).

Тропосфера. Названа по аналогии с земной тропосферой по

температурному вертикальному профилю. В венерианской тропосфере температура

с высотой понижается. На поверхности температура равняется + 460 С, она

мало меняется днем и ночью. К верхней границе тропосферы (рис. 1)

температура понижается до 180 К (- 93 С). Состав газов тропосферы в общем

сохраняется по всему профилю, т.е. это в основном атмосфера из углекислого

газа.

В тропосфере на высотах между 45 -50 и 60- 65 км находится облачный

покров , у него очень высокое альбедо : он отражает около 78% приходящей

солнечной радиации. Только небольшая часть солнечной энергии проходит через

облака и тропосферный воздух и достигает поверхности планеты.

Несмотря на то что прямая солнечная радиация почти не достигает

поверхности планеты , температура ее , а также нижних слоев

Температура ( градусы Кельвина)

Рис. 1 . Вертикальная структура атмосфер Венеры и Земли

тропосферы очень высока - до 460 С. Причиной является сильно выраженный

парниковый эффект атмосферы.

Облачный покров. Несмотря на неоднократное пересечение облачного покрова

спускаемыми аппаратами космических станций , взятие проб воздуха на разной

высоте и анализ их, четкого представления о составе облаков и их генезисе

до сих пор нет. Ясно только одно, что если до космического века они

признавались в основной своей массе состоящими из водяного пара, то в

настоящее время такая точка зрения признается ошибочной.

По степени поляризации облака состоят скорее всего из капелек

серной кислоты с примесью воды (Schubert and Covey, 1981).

М.Я.Маров (1976) облачный покров Венеры определяет как скопление

капелек концентрированного ( 75-80%) водного раствора серной кислоты,

возможно, с примесью плавиковой и соляной кислот. Серная кислота находится

в переходном состоянии из жидкой фазы в твердую. Содержание водяного пара в

облачном покрове не более 10 - 10 от общей смеси газов.

По вертикали облачный покров делится на три слоя: верхний,

простирающийся между высотами 65 и 78 км (Ксанфомалити, 1976), средний,

основной слой плотных облаков - от 50 до 65 км и нижний , находящийся под

основным слоем и представляющий собой дымку, аналогичную верхнему слою.

Основной облачный слой , обладающий стабильностью и высокой

плотностью, непрозрачен для световых лучей . 78% солнечной радиации

отражается его верхней поверхностью, и именно ее полосчатое строение

наблюдается в наземных телескопах и на телевизионных снимках. Светлые

полосы это - это поверхность густых облаков, а темные - разрывы между ними,

через которые в ультрафиолетовых лучах виден неосвещенный нижний слой

облачного покрова.

При среднем значении температурного градиента в тропосфере 7,3

/км ( у земной тропосферы он 5,6 /км) температура воздуха понижается с

высотой приблизительно +470 С у поверхности планеты до -35 С у верхней

поверхности основного облачного слоя (Ксанфомалити, 1976). Это означает

,что в верхней части облачного слоя вода может находиться ( при давлении

0,11 кг/см ) только в твердой фазе - в виде кристаллов льда.

Используя указанное значение температурного градиента, легко

получить температуру нижней поверхности основного облачного слоя на высоте

50 км. Она будет + 75 С. Приблизительно на 2 - 3 км ниже того уровня, уже

в пределах нижнего разреженного облачного слоя, температура повышается до +

100 С. Это предел нахождения воды в жидкой фазе. Следовательно, ниже 47-48

км вода может находиться в тропосфере только в газообразном состоянии - в

виде пара. Таким образом, поверхность Венеры нигде не соприкасается с водой

в ее наиболее активной фазе - в жидком состоянии. Круговорот воды на

Венере, характеризующийся крайней незначительностью участвующей в нем воды,

могущей переходить из одной фазы в другие, ограничивается интервалами высот

в тропосфере от 47 до приблизительно 65 км. Атмосферные осадки на Венере в

виде дождя , снега, града отсутствуют вследствие очень напряженного

температурного поля внешней области планеты. Из сказанного следует, что

круговорот воды на Венере не возбуждает обычных для Земли природных

процессов - флювиальных, гляциальных и других. Вода в парообразном

состоянии обусловливает химическое выветривание горных пород. Однако и этот

процесс малоактивен.

Термосфера. Над тропосферой находится разреженная верхняя атмосфера.

Днем она нагревается от прямой радиации в ультрафиолетовом диапазоне волн,

а потому ее температура с высотой повышается (рис. 1). Таким образом, по

вертикальному изменению температуры термосфера Венеры аналогична земной

термосфере. Но вместе с тем имеются и различия. На Земле эта сфера

существует непрерывно - день и ночь, а на Венере - только днем, ночью она

исчезает. Повышенный нагрев воздуха в дневное время заменяется его сильным

охлаждением ночью, в связи с чем воздушная среда верхней атмосферы

приобретает свойство криосферы (Schubert and Covey, 1981).

В верхней атмосфере преобладание СО сохраняется до высоты 200 км.

На высотах 250-300 км его заменяет атмосферный кислород (О) и окись

углерода, а выше 500-700 км атмосфера становится чисто водородной, которая

постепенно переходит в межпланетную среду.

Температурный минимум в атмосфере приурочен к высотам 100-110 км,

т.е. к основанию термосферы. Его значение выражается 160-180 К (от -113

до -93 С). Подъем температуры воздуха выше этого уровня связан с

поглощением коротковолновой солнечной радиации (Маров, 1976).

Циркуляция атмосферы. Под влиянием солнечной радиации происходит

неравномерных нагрев планетной атмосферы. Тепловой баланс атмосферы в

экваториальной зоне бывает положительным, т.е. приход тепла больше

излучения его в инфракрасном диапазоне волн в космос. Однако избыток тепла

не накапливается в экваториальной зоне, а передается полярным областям, у

которых тепловой баланс отрицательный. Происходит некоторое сглаживание

температурных различий областей: одной - с положительным тепловым балансом,

другой - с отрицательным.

Этот процесс конвективной передачи тепла от экватора к полюсам

свойственен и Земле, но вследствие мощного широтного перемещения воздушных

масс с востока на запад он оказывается недостаточно выраженным.

В венерианской атмосфере горизонтальные различия температур

намного меньше , чем вертикальные. Наибольшие широтные различия ,

установленные «Пионер-Венус - 1», относятся к верхнему уровню облаков.

Разница в температурах по этому уровню (65 км от поверхности) между

полюсами и 60-й параллелью составляет 10-20 , а наиболее высокие ее

приурочены к экваториальной зоне, как и у других планет.

Наибольшее количество энергии поглощается в интервале высот 70-100

км; температура на этом уровне на полюсе выше, чем в экваториальной зоне.

Впрочем , аналогичное явление характерно и для Земли. В земной

атмосфере в пределах стратосферы и мезосферы полярная область теплее, чем

экваториальная.

В венерианской тропосфере температурные вариации по широте

значительно больше, чем по долготе. По долготе на расстоянии 110 (больше

1/4 окружности) изменение температуры составляет не более 5 . В нижней

тропосфере (10-20) км различия еще меньше , она так массивна , что

сохраняет высокие температуры даже в течение продолжительного периода очень

длинной (117 земных суток) венерианской ночи (Schubert and Covey, 1981).

Температура на ночной стороне Венеры лишь на 20 ниже, чем на дневной.

Хотя горизонтальные температурные различия в венерианской тропосфере

малы, тем не менее они могут возбуждать силы атмосферной циркуляции.

Особенно большое значение имеют широтные градиенты температуры (между

дневной и ночной сторонами планеты).

В соответствии с вращением Венеры с востока на запад в том же

направлении (с востока на запад) происходит вращение атмосферы. Скорость

вращения тропосферы как по вертикали, так и в горизонтальном направлении

изменяется. Если на экваторе у поверхности Венеры восточные ветры не

превышают скорость 1-2 м/сек, то на уровне верхней поверхности основного

облачного слоя , т.е. на высоте 65 км, скорость восточного переноса

воздушных масс возрастает до 100 м/сек ( 360 км/час). Вращаясь с высокой

скоростью (в экваториальной зоне), облачный покров за четверо земных суток

делает оборот вокруг Венеры, совершающей свой оборот вокруг оси за 243

суток , т.е. вращается в 60 раз медленнее, чем верхняя поверхность

основного облачного слоя.

На высотах от 40 до 60 км движение воздушных масс с востока на запад

происходит со скоростью 60 м/сек. У поверхности планеты ветра практически

нет (скорость его 1-2 м/сек), и она окутана плотным горячим сухим воздухом

(470 С). Наличие облачного покрова свидетельствует о восходящих потоках

воздуха. Вследствие медленного вращения силы Кориолиса на Венере очень

малы.

Климат. Погода. Применительно к Венере , конечно, несколько упрощая

суть дела, можно сказать, что климат и погода на этой планете одно и то же.

Действительно, если под погодой понимать «непрерывно меняющееся состояние

атмосферы... или последовательное изменение значений всех метеорологических

элементов...» (Хромов, Мамонтова, 1974, с.348) , то на Венере эти условия

практически неизменны в течение и суток и года. При почти перпендикулярном

положении оси вращения Венеры к орбитальной плоскости ( наклон 3 )

колебания значений метеорологических элементов остаются в течение суток (

их продолжительность 234 земных суток) почти неизменными. Колебания

температуры у поверхности не превышают 5-15 С.

Экзогенные процессы

Отсутствие на Венере воды и крайне малая скорость ветра у поверхности

планеты не способствуют развитию ни флювиальных . эоловых процессов.

Обнаружение «Венерой-8» подобия коры выветривания на горных породах,

богатых радиоактивными элементами, свидетельствует о действии процесса

химического выветривания, хотя на поверхности планеты, как отмечалось, нет

ни капли жидкой воды. При очень высокой температуре поверхности, близкой к

точке плавления цинка и свинца, вероятно, протекают процессы

Страницы: 1, 2, 3