По современным представлениям, планетарный пограничный слой представляет собой особую часть тропосферы — нижнего слоя атмосферы, свойства которого в каждой точке воздушного определяются рельефом подстилающей поверхности и ее термическими свойствами, иными словами, скоростью ее нагрева и остывания. На Земле этот слой находится на высоте 500-2,5 тысячи метров над уровнем моря.
Бенджамин Шарнай (Benjamin Charnay) и Себастиан Лебоннуа (Sebastien Lebonnois) из университета Пьера и Марии Кюри в Париже (Франция) смогли определить высоту пограничного слоя на Титане — 800-2000 метров — и разделили его на две независимых друг от друга части при помощи компьютерной модели, описывающей циркуляцию воздушных масс в азотно-метановой атмосфере спутника Сатурна.
Как отмечают исследователи, снимки и данные с автоматических зондов «Вояджер-1» и «Кассини», а также спускаемого аппарата Гюйгенс предоставили множество свидетельств в пользу существования подобной прослойки на Титане. С другой стороны, каждый из этих аппаратов указал на разные свойства и протяженность пограничного слоя, что помешало предшественникам Шарная и Лебоннуа сделать однозначные выводы по поводу его существования или отсутствия на Титане.
Исследователи объединили наиболее достоверные данные с зондов и другие данные по устройству атмосферы и поверхности Титана в трехмерной модели циркуляции воздушных масс.
Как показало моделирование, чрезвычайно плотная атмосфера и большая удаленность от Солнца мешают установлению полноценных дневных и ночных циклов в приповерхностных слоях атмосферы. Тем не менее, периодическое изменение уровня освещенности порождает небольшие колебания и способствует формированию двух отдельных слоев в нижней части тропосферы Титана.
По словам ученых, самые нижние слои воздуха у поверхности планеты образуют так называемый конвективный слой высотой от 100 до 800 метров. В этой области атмосферы воздушные массы нагреваются за счет энергии солнечного света в дневное время и остывают в темное время суток.
На высоте от одного до двух километров начинается вторая зона — так называемый сезонный пограничный слой. Здесь температура воздуха и другие свойства атмосферы зависят от времени года и положения тропического атмосферного фронта — «дирижера» погоды на экваторах Титана и Земли. Как объясняют планетологи, благодаря этому в атмосфере Титана возникают сезонные муссоны и пассаты, аналогичные своим земным «кузенам».
На большей высоте начинается «обычная» тропосфера, свойства которой не зависят от особенностей рельефа и времени года.
Ученые полагают, что их модель убедительно доказывает существование двухкомпонентного пограничного слоя в атмосфере Титана. Это добавляет очередной аргумент в пользу сходства устройства атмосферы Земли и самого «землеподобного» спутника Сатурна, заключают авторы статьи.
Читайте также: Новости России и мира.