Астрономия и Космонавтика Коллектив авторов - Современные достижения космонавтики (сборник статей)

Расчеты показали, что режим равновесия достигается примерно за один земной месяц, а в результате всего эксперимента были получены сведения об изменениях во времени скорости и направления ветра, температуры, атмосферного давления, вертикальных движений газа, тепловых потоков, трения газа о поверхность в течение всего венерианского суточного цикла — примерно 117 земных суток.

Результаты эксперимента сводятся к следующему. Циркуляция атмосферы Венеры практически симметрична относительно экватора и развивается как следствие температурных различий между дневным и ночным полушариями. Эти различия постоянно поддерживаются тем, что дневная сторона планеты нагревается Солнцем, а ночная охлаждается из-за собственного излучения.

Циркуляция не симметрична ни относительно оси вращения, ни относительно линии Солнце-Венера: область наибольшего нагрева приближается к вечернему терминатору, а наиболее холодная область находится на утреннем терминаторе (терминатор — линия, отделяющая дневное полушарие от ночного). Разности температур в различных точках планеты получились очень малыми — всего один-два градуса.

Система ветров такова: в нижних слоях газы, образующие атмосферу Венеры, стекаются к наиболее нагретой области, там они поднимаются вверх и, растекаясь в верхних, слоях, собираются к области «холода», где снова опускаются вниз. Эти движения охватывают всю планету; крупномасштабные вихри типа циклонов и антициклонов, отсутствуют. Типичная скорость ветра несколько превышает пять-шесть метров в секунду. Вспомним, что на Земле типичная скорость близка к 10 метрам в секунду, но на Венере плотность атмосферы в десятки раз больше, и обычные ветровые давления в 10–15 раз больше, чем на Земле, — они соответствуют нашим ураганным ветрам.

В 10–15 раз больше, чем на Земле, и напряжения трения на поверхности Венеры. Можно ожидать поэтому, что рельеф планеты сглажен. Любопытно, что, согласно расчетам., вертикальные скорости достигают нескольких сантиметров в секунду (на Земле они измеряются немногими миллиметрами в секунду). Вся нижняя атмосфера Венеры (тропосфера) находится в состоянии конвективного перемешивания: на дневной стороне это обусловлено нагревом снизу, на ночной — охлаждением сверху вследствие собственного излучения.

Конечно, все эти сведения подлежат дальнейшему уточнению. Математическую модель можно и нужно совершенствовать — вводить более детальное описание вертикальной структуры, учитывать новые сведения о лежащих в основе расчетов наблюдаемых свойствах атмосферы Вегерьт. Новые данные, переданные на Землю автоматической станцией «Венера-8», мы надеемся, дадут материал и для уточнения исходных параметров расчета, и для сравнения теоретических результатов с фактическими.

Статью о циркуляции атмосферы Венеры на этом можно было бы закончить. Однако читатель вправе спросить: для чего нужны подобные исследования, зачем знать циркуляцию на другой планете и какую практическую пользу можно-извлечь из этих знаний? Такие вопросы заслуживают подробного разъяснения. Мы ограничимся тем, что приведем некоторые соображения с позиции геофизики — науки, изучающей нашу планету. Одна из важнейших задач геофизики — научиться теоретически предсказывать, каким может стать на нашей планете «режим динамического равновесия» (термин уже знакомый) в результате сознательных или невольных воздействий, оказываемых хозяйственной деятельностью человечества.

Практический интерес этой задачи очевиден. Развитие техники идет настолько быстро, что уже сейчас возникает вопрос — какова дальнейшая судьба избытка углекислоты, поступающей в атмосферу от сжигания топлива, и не может ли накопление углекислоты, повысив «парниковый эффект», привести к катастрофическому потеплению климата? Другой пример — устойчивы ли полярные ледяные шапки, не могут ли сравнительно слабые тепловые воздействия привести к их исчезновению или, наоборот, катастрофическому разрастанию.

Подобных вопросов возникает довольно много. Вероятно, единственный способ дать на них научно обоснованные ответы — проведение численных экспериментов, моделирующих режим нашей атмосферы в изменившихся условиях. Для этого нужно располагать универсальной физико-математической моделью атмосферной циркуляции, которая правильно описывала бы не только существующий сейчас на Земле, но всевозможные другие режимы. На каком же материале проверять такую модель? Вот здесь и оказываются полезными планетные атмосферы. Их изучение помогает нам глубже понять процессы, протекающие на Земле.