تم الحصول على صور زائفة الألوان لتيتان بواسطة مطياف رسم الخرائط البصري بالأشعة تحت الحمراء Cassini-Huygens. حقوق الصورة: اضغط للتكبير
باستخدام الملاحظات الحديثة من كاسيني وهويجنز والأرض ، تمكن العلماء من إنشاء نموذج كمبيوتر يفسر تكوين عدة أنواع من غيوم الإيثان والميثان على تيتان.
وقد لوحظت غيوم مؤخرًا على تيتان ، أكبر قمر لزحل ، من خلال الضباب الكثيف ، باستخدام التحليل الطيفي القريب من الأشعة تحت الحمراء وصور القطب الجنوبي والمناطق المعتدلة بالقرب من 40؟ جنوب. الملاحظات الأخيرة من التلسكوبات الأرضية والمركبة الفضائية ناسا / إيسا / ASI كاسيني تقدم الآن نظرة ثاقبة في علم المناخ السحابي.
طور فريق أوروبي ، بقيادة باسكال رانو من قسم الخدمات الجوية ، IPSL Universite de Versailles-St-Quentin ، فرنسا ، نموذج تداول عامًا يجمع بين الديناميكيات والضباب والفيزياء السحابية لدراسة مناخ تيتان ويمكننا من فهم كيفية يتم إنتاج ميزات السحابة الرئيسية التي يتم ملاحظتها.
كما يسمح هذا النموذج المناخي للعلماء بالتنبؤ بتوزيع السحابة لعام تيتان الكامل (30 سنة أرضية) ، وخاصة في السنوات التالية من ملاحظات كاسيني.
أعطت بعثات فوييجر في أوائل الثمانينيات المؤشرات الأولى لغيوم التكثيف على تيتان. بسبب درجات الحرارة الباردة في الغلاف الجوي للقمر (التروبوبوز) ، تم افتراض أن معظم المواد الكيميائية العضوية التي تشكلت في الغلاف الجوي العلوي بواسطة الكيمياء الضوئية تتكثف في السحب أثناء الغرق. كما يعتقد أن الميثان يتكثف على ارتفاعات عالية ، وقد تم نقله من السطح.
منذ ذلك الحين ، تم إنشاء العديد من النماذج أحادية البعد لجو تيتان بما في ذلك نماذج الفيزياء الميكروية المعقدة للتنبؤ بتشكيل قطرات من الإيثان والميثان. وبالمثل ، تمت دراسة دورة الميثان بشكل منفصل في نموذج تداول ، ولكن بدون الفيزياء الميكروية السحابية.
وجدت هذه الدراسات بشكل عام أن غيوم الميثان يمكن أن تتسبب عندما تبرد الطرود الهوائية أثناء التحرك لأعلى أو من خط الاستواء إلى القطب. ومع ذلك ، فإن هذه النماذج بالكاد التقطت التفاصيل الدقيقة لدورات سحابة الميثان والإيثان.
ما فعله فريق Rannou هو دمج نموذج الفيزياء الميكروية السحابية في نموذج تداول عام. يمكن للفريق الآن تحديد وشرح تشكيل عدة أنواع من غيوم الإيثان والميثان ، بما في ذلك السحب القطبية الجنوبية والسحب المتفرقة في المناطق المعتدلة ، وخاصة عند 40؟ S في نصف الصيف.
وجد العلماء أن الخصائص الفيزيائية المتوقعة للسحب في نموذجهم تتوافق بشكل جيد مع الملاحظات الأخيرة. تظهر غيوم الميثان التي تمت ملاحظتها حتى الآن في المواقع التي يتم فيها توقع حركات الهواء الصاعدة في نموذجها.
تظهر السحابة القطبية الجنوبية المرصودة في أعلى "خلية هادلي" معينة ، أو كتلة من الهواء المتداول عموديًا ، بالضبط حيث تنبأ في القطب الجنوبي على ارتفاع حوالي 20-30 كيلومترًا.
المنطقة الزمنية الكبيرة المتكررة (الاتجاه الطولي) السحب عند 40؟ ترتبط كل من S والغيوم الخطية المنفصلة التي تظهر في خطوط العرض السفلية بالجزء الصاعد من خلية دوران مماثلة في طبقة التروبوسفير ، في حين أن السحب الصغيرة عند خطوط العرض المنخفضة ، على غرار الغيوم الخطية المنفصلة التي رصدتها كاسيني تم إنتاجها بدلاً من ذلك عمليات الخلط.
"إن الغيوم في نموذج التداول لدينا مبسطة بالضرورة بالنسبة للسحب الحقيقية ، ولكن ميزات السحابة الرئيسية المتوقعة تجد نظيرًا لها في الواقع.
قال باسكال رانو: "بشكل ثابت ، ينتج نموذجنا سحبًا في الأماكن التي تُلاحظ فيها السحب فعليًا ، ولكنه يتنبأ أيضًا بالسحب التي لم تُلاحظ أو لم تُلاحظ بعد".
يبدو نمط سحابة تيتان مشابهًا لأنماط السحابة الرئيسية على الأرض والمريخ. الغيوم المحيرة في 40؟ يتم إنتاج S بواسطة الفرع الصاعد لخلية هادلي ، تمامًا مثل السحب الاستوائية الموجودة في منطقة التقارب الاستوائي (ITCZ) ، كما هو الحال في الأرض والمريخ.
تشبه السحب القطبية - التي تنتجها "الخلايا القطبية" - تلك التي تنتج عند خطوط العرض الوسطى على الأرض. من ناحية أخرى ، تظهر الغيوم عند بعض خطوط الطول فقط. هذه ميزة محددة لسحب تيتان ، وقد تكون بسبب تأثير زحل المد. من السهل اختبار الأصل الديناميكي للتوزيع السحابي على Titan.
ستتم مقارنة التنبؤات بالغيوم في السنوات المقبلة مع الملاحظات التي أجرتها كاسيني والتلسكوبات الأرضية. ستثبت الأحداث المحددة بالتأكيد دور التداول في التوزيع السحابي.
المصدر الأصلي: ESA Portal
