О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна
Работа посвящена определению значений величин физических параметров облачных частиц в глубоких слоях атмосферы Сатурна с использованием данных дистанционных измерений поля солнечного излучения, диффузно отраженного планетой-гигантом....
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Головна астрономічна обсерваторія НАН України
2019
|
| Назва видання: | Кинематика и физика небесных тел |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167670 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна / А.С. Овсак // Кинематика и физика небесных тел. — 2019. — Т. 35, № 1. — С. 42-56. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-167670 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1676702025-02-09T21:29:58Z О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна Про можливі зміни фізичних характеристик аерозолю в глибоких шарах атмосфери Сатурна On the possible changes in the physical characteristics of the aerosol in the deep layers of the atmosphere of Saturn Овсак, А.С. Динаміка і фізика тіл Сонячної системи Работа посвящена определению значений величин физических параметров облачных частиц в глубоких слоях атмосферы Сатурна с использованием данных дистанционных измерений поля солнечного излучения, диффузно отраженного планетой-гигантом. Цю роботу присвячено визначенню значень величин фізичних параметрів хмарних частинок в глибоких шарах атмосфери Сатурна з використанням даних дистанційних вимірювань поля сонячного випромінювання, дифузно відбитого планетою-гігантом. This work is devoted to determining the values of the physical parameters of cloud particles in the deep layers of the Saturn's atmosphere using data from remote measurements of the solar radiation field diffusely reflected by a giant planet. Автор искренне благодарит А. В. Мороженко за полезные советы и комментарии. Автор признателен рецензенту за ценные рекомендации к рабочему тексту статьи, которые значительно улучшили изложение материала. 2019 Article О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна / А.С. Овсак // Кинематика и физика небесных тел. — 2019. — Т. 35, № 1. — С. 42-56. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. 0233-7665 DOI: https://doi.org/10.15407/kfnt2019.01.042 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167670 523.45-852 ru Кинематика и физика небесных тел application/pdf Головна астрономічна обсерваторія НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Динаміка і фізика тіл Сонячної системи Динаміка і фізика тіл Сонячної системи |
| spellingShingle |
Динаміка і фізика тіл Сонячної системи Динаміка і фізика тіл Сонячної системи Овсак, А.С. О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна Кинематика и физика небесных тел |
| description |
Работа посвящена определению значений величин физических параметров облачных частиц в глубоких слоях атмосферы Сатурна с использованием данных дистанционных измерений поля солнечного излучения, диффузно отраженного планетой-гигантом. |
| format |
Article |
| author |
Овсак, А.С. |
| author_facet |
Овсак, А.С. |
| author_sort |
Овсак, А.С. |
| title |
О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна |
| title_short |
О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна |
| title_full |
О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна |
| title_fullStr |
О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна |
| title_full_unstemmed |
О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна |
| title_sort |
о возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы сатурна |
| publisher |
Головна астрономічна обсерваторія НАН України |
| publishDate |
2019 |
| topic_facet |
Динаміка і фізика тіл Сонячної системи |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167670 |
| citation_txt |
О возможных изменениях физических характеристик аэрозоля в глубоких слоях атмосферы Сатурна / А.С. Овсак // Кинематика и физика небесных тел. — 2019. — Т. 35, № 1. — С. 42-56. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
| series |
Кинематика и физика небесных тел |
| work_keys_str_mv |
AT ovsakas ovozmožnyhizmeneniâhfizičeskihharakteristikaérozolâvglubokihsloâhatmosferysaturna AT ovsakas promožlivízmínifízičnihharakteristikaerozolûvglibokihšarahatmosferisaturna AT ovsakas onthepossiblechangesinthephysicalcharacteristicsoftheaerosolinthedeeplayersoftheatmosphereofsaturn |
| first_indexed |
2025-12-01T00:34:21Z |
| last_indexed |
2025-12-01T00:34:21Z |
| _version_ |
1850264008362295296 |
| fulltext |
ÄÈÍÀ̲ÊÀ ² Ô²ÇÈÊÀ Ò²Ë
ÑÎÍß×Íί ÑÈÑÒÅÌÈ
doi: https://doi.org/10.15407/kfnt2019.01.042
ÓÄÊ 523.45-852
À. Ñ. Îâñàê
Ãëàâíàÿ àñòðîíîìè÷åñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ Íà öè î íàëü íîé àêà äå ìèè íàóê Óêðàèíû
óë. Àêàäåìèêà Çàáîëîòíîãî 27, Êèåâ, Óêðàèíà, 03143
ovsak@mao.kiev.ua
Î âîçìîæíûõ èçìåíåíèÿõ ôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê
àýðîçîëÿ â ãëóáîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû Ñàòóðíà
Ðàáîòà ïîñâÿùåíà îïðåäåëåíèþ çíà÷åíèé âåëè÷èí ôèçè÷åñêèõ ïàðà -
ìåò ðîâ îáëà÷íûõ ÷àñòèö â ãëóáîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû Ñàòóðíà ñ èñ -
ïîëüçîâàíèåì äàííûõ äèñòàíöèîííûõ èçìåðåíèé ïîëÿ ñîëíå÷íîãî èç -
ëó ÷å íèÿ, äèôôóçíî îòðàæåííîãî ïëàíåòîé-ãèãàíòîì.  ïðåäûäóùèõ
èññëåäîâàíèÿõ ïî çíà÷åíèÿì ãåîìåòðè÷åñêîãî àëüáåäî Ñàòóðíà, ïîëó -
÷åííûì â 1993 ã. â äèàïàçîíå äëèí âîëí 300...1000 íì, àâòîðîì ñ èñ -
ïîëü çîâàíèåì ìåòîäà ýôôåêòèâíîé îïòè÷åñêîé ãëóáèíû ïîëó÷åíà çà -
âèñèìîñòü àýðîçîëüíîé ðàññåèâàþùåé ñîñòàâëÿþùåé îïòè÷åñêîé
ãëó áèíû îò äàâëåíèÿ, ò. å. åå èçìåíåíèå ñ âûñîòîé â àòìîñôåðå.
Àíàëèç èñõîäíûõ äàííûõ áûë âûïîëíåí â äëèííîâîëíîâîé ÷àñòè ñïåê -
òðà â ëèíèÿõ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà ðàçëè÷íîé ìîùíîñòè ñ öåíòðàìè íà
äëèíàõ âîëí l = 619, 727, 842, 864 è 887 íì. Íà íåêîòîðûõ âûñîòíûõ
óðîâíÿõ â ãëóáîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû ïëàíåòû-ãèãàíòà íà óêàçàííîé
çàâèñèìîñòè ïðîÿâèëèñü îñîáåííîñòè, êîòîðûå âîçìîæíî îòîáðà -
æàþò èçìåíåíèÿ ôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê àýðîçîëÿ. Ïîýòîìó
öåëüþ äàííîé ðàáîòû áûëî îïðåäåëåíèå âîçìîæíûõ çíà÷åíèé ôèçè -
÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö â ãëóáîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû
Ñàòóðíà íà âûñîòíûõ óðîâíÿõ ñ îòìå÷åííûìè âûøå îñîáåííîñòÿìè.
 ðåçóëüòàòå îáíàðóæåíî óâåëè÷åíèå ýôôåêòèâíîãî ðàäèóñà îáëà÷ -
íûõ ÷àñòèö ñ ãëóáèíîé: åãî çíà÷åíèå ðàâíÿëîñü 1.4 ìêì â âåðõíåé ÷àñ -
òè òðîïîñôåðû, 1.83 ìêì íà âûñîòíîì ó÷àñòêå ñ äàâëåíèåì 1.0...1.25
áàð è 2.2...2.4 ìêì — íà ó÷àñòêå ñ äàâëåíèåì 1.5...2.0 áàð.  ïîñëåäíåì
âûÿâëåíî óìåíüøåíèå äåéñòâèòåëüíîé ÷àñòè ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëå -
íèÿ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö íà 3.5 %.  êà÷åñòâå âîçìîæíîé ïðè÷èíû òà -
êîãî óìåíüøåíèÿ ðàññìîòðåíà ñìåíà ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ àýðîçîëü -
íûõ ÷àñòèö â íèæíèõ, áîëåå òåïëûõ ñëîÿõ àòìîñôåðû Ñàòóðíà, èç-çà
íàëè÷èÿ â èõ ñîñòàâå ãèäðîêñèäà àììîíèÿ â äîñòàòî÷íîé êîíöåíòðà -
öèè.
42 ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1
ʲÍÅÌÀÒÈÊÀ
² Ô²ÇÈÊÀ
ÍÅÁÅÑÍÈÕ
Ò²Ë òîì 35 ¹ 1 2019
© À. Ñ. ÎÂÑÀÊ, 2019
ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1 43
Î ÂÎÇÌÎÆÍÛÕ ÈÇÌÅÍÅÍÈßÕ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÀÝÐÎÇÎËß
Êëþ÷åâûå ñëîâà: Ñàòóðí, àòìîñôåðà, ãëóáîêèå ñëîè, àýðîçîëüíûå
÷àñ òèöû, ôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Äîñòîâåðíûå çíà÷åíèÿ ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö â
âåðõíåé ÷àñòè àòìîñôåðû Ñàòóðíà âïåðâûå áûëè îïðåäåëåíû ïî äàí -
íûì ïîëÿðèìåòðè÷åñêèõ èçìåðåíèé ïðèýêâàòîðèàëüíîé îáëàñòè äèñ -
êà ïëàíåòû-ãèãàíòà â ðàáîòå [1] è çàòåì ïîäòâåðæäåíû ðåçóëüòàòàìè
ðàáîò [9] è [24].  ïåðåñ÷åòå íà ìîäèôèöèðîâàííîå ãàììà-ðàñïðå -
äåëåíèå îáëà÷íûõ ÷àñòèö ïî ðàçìåðàì
N r Ar r r v
v v
( ) exp[ / ]
[( ) / ]
= - ×
-1 ýô ýô
ýô ýô
â ðàáîòå [1] îïðåäåëåíû ñëåäóþùèå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ ýòîãî ðàñ -
ïðå äå ëåíèÿ: ýôôåêòèâ íûé ðàäèóñ ÷àñòèö rýô = 1.4 ìêì, äèñïåðñèÿ v ýô =
= 0.07 è äåéñòâèòåëüíàÿ ÷àñòü êîìïëåêñíîãî ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ
nr = 1.44. Â äàëüíåéøåì ïî äàííûì äèñòàíöèîííûõ íàáëþäåíèé
Ñàòóð íà â ðàçíûå ãîäû ñ ïðèìåíåíèåì ðàç ëè÷íûõ ìåòîäèê àíàëèçà è
ìîäåëåé âåðòèêàëüíîé ñòðóêòóðû àòìîñôå ðû [5, 8, 10, 12, 21—23, 27]
äëÿ ðÿäà âûñîòíûõ óðîâíåé â øèðîòíûõ ïîÿñàõ â îáîèõ ïîëóøàðèÿõ
ïëàíåòû-ãèãàíòà îïðåäåëÿëèñü âåðîÿòíûå çíà÷åíèÿ ýôôåêòèâíîãî
ðàäèóñà rýô àýðîçî ëüíûõ ÷àñòèö. Äèàïàçîí åãî çíà÷åíèé ñîñòàâèë îò
rýô £ 0.1 ìêì â ñòðà òîñôåðíîé äûìêå äî rýô ³ 2.25 ìêì â êîíâåêòèâíûõ
îáëàêàõ, ïîäíè ìàþùèõñÿ èç ãëóáîêèõ ñëîåâ òðîïîñôåðû â îòäåëüíûõ
îáëàñòÿõ äèñêà ïëàíåòû. Îòìåòèì, ÷òî â âûøåïåðå÷èñëåííûõ ðàáîòàõ
èñïîëüçî âà ëîñü çíà÷å íèå äåéñòâèòåëü íîé ÷àñòè ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëå -
íèÿ àýðîçî ëÿ, áëèçêîå ê îöåíêå [1].
 ïðåäûäóùåé ðàáîòå [19] àâòîðîì âûïîëíåí àíàëèç èçìåðåííûõ
â 1993 ã. â äèàïàçîíå äëèí âîëí 300...1000 íì ñïåêòðàëüíûõ çíà÷åíèé
ãåîìåòðè÷åñêîãî àëüáåäî Ñàòóðíà [7].  ðåçóëüòàòå â ïîëîñàõ ïîãëî -
ùåíèÿ ìåòàíà ñ öåíòðàìè íà äëèíàõ âîëí l = 619, 727, 842, 864 è
887 íì îïðåäåëåíû çàâèñèìîñòè àýðîçîëüíîé ðàññåèâàòåëüíîé ñîñòàâ -
ëÿþùåé îïòè÷åñêîé ãëóáèíû àòìîñôåðû ïëàíåòû-ãèãàíòà îò äàâëå -
íèÿ t ýô lna P( ). Íà ýòîé çàâèñèìîñòè â ãëóáîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû âûÿâ -
ëåíû îñîáåííîñòè, êîòîðûå ìîãóò îòîáðàæàòü èçìåíåíèÿ ôèçè÷åñêèõ
õàðàêòåðèñòèê àýðîçîëÿ. Ïîýòîìó öåëü äàííîé ðàáîòû — îïðåäåëèòü
âîçìîæíûå çíà÷åíèÿ ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö â
ãëó áîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû Ñàòóðíà íà âûñîòíûõ óðîâ íÿõ, îòìå÷åí -
íûõ óêàçàííûìè îñîáåííîñòÿìè.
ÌÅÒÎÄÈÊÀ ÀÍÀËÈÇÀ, ÌÎÄÅËÜ ÀÒÌÎÑÔÅÐÛ
È ÏÀÐÀÌÅÒÐÛ ÀÝÐÎÇÎËß
Àíàëèç äàííûõ èçìåðåíèé ñïåêòðàëüíûõ çíà÷åíèé ãåîìåòðè÷åñêîãî
àëüáåäî Ñàòóðíà â 1993 ã. âûïîëíåí â ðàáîòå [19] ìåòîäîì ýôôåêòèâ -
íîé îïòè÷åñêîé ãëóáèíû (äàëåå ïî òåêñòó ìåòîä ÝÎÃ). Êðàòêî îïèøåì
ýòîò ìåòîä, âïåðâûå ïðåäñòàâëåííûé åãî ðàçðàáîò÷èêîì À. Ìîðî -
æåíêî â ðàáîòå [13] êàê ìåòîä «îïðåäåëåíèÿ ñòåïåíè îòêëîíåíèÿ âåð -
òè êàëüíîé ñòðóêòóðû îáëà÷íûõ ñëîåâ â âåðõíåé ÷àñòè àòìîñôåðû ïëà -
íåòû-ãèãàíòà îò óñëîâèÿ îäíîðîäíîñòè». Èäåÿ ìåòîäà ÝÎÃ áàçè ðóåòñÿ
íà îáùåèçâåñòíîì ñâîéñòâå ÷àñòè÷íî ïîãëîùàþùåé ñîëíå÷ íûé ñâåò
ñðåäû, ñîñòîÿùåì â òîì, ÷òî âåðîÿòíîñòü ïîãëîùåíèÿ ñâåòî âîãî
ôîòîíà ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíà âåëè÷èíå ( )1 1- -w , ãäå w — àëüáåäî
îäíîêðàòíîãî ðàññåÿíèÿ óêàçàííîé ñðåäû. Ýòî çíà÷èò, ÷òî âåðîÿò -
íîñòü ïðîíèêíîâåíèÿ ôîòîíà â ãëóáîêèå ñëîè àòìîñôåðû ñ áîëüøîé
îïòè÷åñêîé òîëùèíîé óìåíüøàåòñÿ ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ èñòèííîãî
ïî ãëîùåíèÿ. Òî åñòü, ïðè óìåíüøåíèè âåëè÷èíû w óìåíüøàåòñÿ îïòè -
÷åñêàÿ òîëùèíà âíåøíåé ÷àñòè àòìîñôåðû, â êîòîðîé â îñíîâíîì ôîð -
ìèðóåòñÿ ïîëå îòðàæåííîãî ýòîé àòìîñôåðîé èçëó÷åíèÿ. Ñâåòîâûå
ôîòîíû, ïðîíèêíóâøèå â òàêóþ àòìîñôåðó ãëóá æå óðîâíÿ t ýô, âûéòè
èç íåå íå ìîãóò è íå âëèÿþò íà õàðàêòåðèñòèêè îòðàæåííîãî ïëàíåòîé
ïîëÿ èçëó÷åíèÿ. Âåëè÷èíà t ýô âïåðâûå áûëà ââåäåíà É. ×åìáåðëåíîì
â ðàáîòå [3] è ïîëó÷èëà íàçâàíèå ýôôåêòèâíîé îïòè÷åñêîé ãëóáèíû.
Ñïåêòðàëüíàÿ çàâèñèìîñòü âåëè÷èíû t ýô îòîáðàæàåò îñîáåííîñòè
ðàññåÿíèÿ è ïîãëîùåíèÿ ñâåòà ðàçëè÷íûìè âûñîòíûìè ñëîÿìè âî
âíåø íåé ÷àñòè àòìîñôåðû ïëàíåòû-ãèãàíòà. Âî-ïåðâûõ, èçìåíåíèÿ
ñïåêòðàëüíûõ çíà÷åíèé âåëè÷èíû t ýô âûçâàíû ïîãëîùåíèåì ñâåòà íå -
êî òîðûìè àòìîñôåðíûìè ãàçàìè (ìåòàíîì, àììèàêîì è ò. ä.). Íàïðè -
ìåð, ìîùíûå ïîëîñû ìîëåêóëÿðíîãî ïîãëîùåíèÿ â ñïåêòðå èçëó÷å -
íèÿ, îòðàæåííîãî ïëàíåòîé-ãèãàíòîì, ôîðìèðóþòñÿ â áîëåå âûñîêèõ
ñëîÿõ åå àòìîñôåðû, ÷åì ñëàáûå ïîëîñû. Òàê æå è öåíòð îòäåëüíîé
ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ àòìîñôåðíîãî ãàçà ôîðìèðóåòñÿ íà âûñîòíîì
óðîâ íå, ðàñïîëîæåííîì áëèæå ê âíåøíåìó êðàþ àòìîñôåðû, ÷åì
ñëîè, ôîðìèðóþùèå åå êðûëüÿ. Ýòè ñâîéñòâà ïîçâîëÿþò ïî ðàññ÷è -
òàííûì çíà÷åíèÿì âåëè÷èíû ãàçîâîé ïîãëîùàòåëüíîé ñîñòàâëÿþùåé
t ýô
v âåëè÷èíû t ýô âûïîëíèòü ïðèâÿçêó èçìåíåíèé ñïåêòðàëüíûõ çíà÷å -
íèé âåëè÷èíû èí òåíñèâíîñòè îòðàæåííîãî ïëàíåòîé ñâåòà ê îïðåäå -
ëåí íûì âûñîòíûì óðîâíÿì â àòìîñôåðå. Íà ñïåêòðàëüíûõ ó÷àñòêàõ,
ãäå ïîãëîùåíèå ãàçà îòñóòñòâóåò èëè î÷åíü ìàë\, íà áîëüøèõ ãëó -
áèíàõ, à òàêæå ïðè íà ëè÷èè ðåêîìáèíàöèîííûõ ýôôåêòîâ óâåëè÷è -
âàåòñÿ âëèÿíèå íà âåëè ÷è íó t ýô ðàññåÿíèÿ ñâåòîâûõ ôîòîíîâ íà ìî -
ëåêóëàõ ãàçîâ. Âî-âòîðûõ, íàëè÷èå àýðîçîëÿ è èçìåíåíèå åãî õàðàêòå -
ðèñòèê ñ âûñîòîé â àòìî ñôåðå ñèëüíî âëèÿåò íà ñïåêòðàëüíûå çíà÷å -
íèÿ âåëè÷èíû t ýô. Èçìåíå íèå ïðèðîäû, ðàçìåðà, îáúåìíîé ïëîòíîñòè,
à òàêæå íåêîòîðûõ äðó ãèõ õàðàêòåðèñòèê ÷àñòèö àýðîçîëÿ ìîãóò áûòü
âûÿâëåíû è îöåíåíû ïðè àíàëèçå çíà÷åíèé ðàññåèâàòåëüíîé (t ýô
a ) è
ïîãëîùàòåëüíîé (t k
ýô) àýðîçîëüíûõ ñîñòàâëÿþùèõ âåëè÷èíû t ýô. Äå -
òàëü íî ýòè ñâîéñòâà ðàñ ñìîò ðåíû â ðàáîòàõ À. Â. Ìîðîæåíêî [13, 14].
Óíèêàëüíîé îñîáåí íîñ òüþ ìåòîäà ÝÎÃ, âûãîäíî îòëè÷àþùåé åãî îò
äðóãèõ ìåòîäîâ îïðåäå ëåíèÿ âåðîÿòíîé âåðòèêàëüíîé îáëà÷íîé
ñòðóê òóðû àòìîñôåð ïëàíåò-ãèãàíòîâ, ïðèìåíÿåìûõ ïðè ðåøåíèè îá -
44 ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1
À. Ñ. ÎÂÑÀÊ
ðàòíûõ çàäà÷ àòìîñôåðíîé îï òèêè, ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå íåîáõîäèìîñ -
òè âêëþ÷àòü â ìîäåëü âåðòè êàëüíîé ñòðóêòóðû àíàëèçèðóåìîé àòìî -
ñôåðû êàêèå-ëèáî èñêóññò âåí íî ïîäîáðàííûå äîïîëíèòåëüíûå ãàçî -
âî-àýðî çîëüíûå ñëîè. Íà îáî ðîò, àòìîñôåðà ïëàíåòû-ãèãàíòà ïðåä -
ñòàâ ëÿåòñÿ ïîëóáåñêîíå÷íîé îäíîðîäíîé ãàçîâî-àýðîçîëüíîé ñðåäîé.
À îïðåäåëÿåìûå â êàæäîé àíàëèçèðóåìîé ñïåêòðàëüíîé òî÷êå, ðàñïî -
ëîæåííîé â ïðåäåëàõ ïîëî ñû ïîãëîùåíèÿ àòìîñôåðíîãî ãàçà, èçìåíå -
íèÿ çíà÷åíèé àýðîçîëüíûõ ñîñòàâëÿþùèõ âåëè÷èíû t ýô àâòîìàòè ÷åñ -
êè óêàçûâàþò íà íàëè÷èå è õàðàêòåð èçìåíåíèé õàðàêòåðèñòèê àýðî -
çîëÿ íà ñîîòâåòñòâóþùèõ âû ñîò íûõ óðîâíÿõ àòìîñôåðû. Òàêæå îòìå -
òèì, ÷òî ìåòîäîì ÝÎÃ àíàëè çèðóþòñÿ íàáëþäàòåëüíûå äàííûå, ïîëó -
÷åííûå êàê äëÿ âñåãî èíòå ãðàëüíîãî äèñêà ïëàíåòû-ãèãàíòà, òàê è äëÿ
åãî îòäåëüíûõ ó÷àñòêîâ èëè æå â îòäåëüíîé òî÷êå, ÷òî ïîçâîëÿåò èñ -
êëþ÷èòü âëèÿíèå íà ðå çóëü òàòû îïðåäåëåíèÿ âåðòèêàëüíîé ñòðóêòóðû
àòìîñôåðû ïîâñå ìåñò íî íàáëþäàåìûõ íà ïëàíåòàõ-ãèãàíòàõ ãîðèçîí -
òàëüíûõ íåîäíî ðîäíîñòåé. Ê íåäîñòàòêàì ìåòîäà ÝÎÃ ìîæíî îòíåñòè
óñðåäíåíèå ôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê èññëåäóåìîé ñðåäû ïî âñåìó
ñòîëáó — îò âíåøíåãî êðàÿ àòìîñôåðû äî âûñîòíîãî óðîâíÿ t ýô. Êðî -
ìå àëüáåäî îäíîêðàòíîãî ðàññåÿíèÿ ãàçîâî-àýðîçîëüíîé ñðåäû, âåëè -
÷è íà t ýô òàê æå çàâèñèò îò âèäà èíäèêàòðèñû ðàññåÿíèÿ, ôàçîâîãî óãëà
è ïîëîæå íèÿ èññëåäóåìîé îáëàñòè íà äèñêå ïëàíåòû. Àíàëèòè÷åñêèå
ôîðìóëû äëÿ ðàñ÷åòà t ýô è ñîñòàâëÿþùèõ åå ãàçîâûõ è àýðîçîëüíûõ
êîìïîíåí òîâ, à òàêæå äåòàëüíûå àëãîðèòìû âû÷èñëåíèé, ïðèâåäåíû â
ðàáîòå [19]. Äëÿ àâòîìàòèçàöèè àíàëèçà äàííûõ ñïåêòðîôîòîìåòðè -
÷åñêèõ èçìåðåíèé ïëàíåò-ãèãàíòîâ ìåòîäîì ÝÎà àâòîðîì ðàçðàáîòàí
êîìï ëåêñ ñïåöèàëüíûõ ïðîãðàììíûõ êîäîâ [16].
Ïîä÷åðêíåì, ÷òî ïðè àíàëèçå êàæäîé ñïåêòðàëüíîé òî÷êè èç èñ -
õîäíûõ äàííûõ èçìåðåíèé Ñàòóðíà â ðàáîòå [19] èñïîëüçîâàíà ìîäåëü
ïîëóáåñêîíå÷íîé îäíîðîäíîé ãàçîâî-àýðîçîëüíîé àòìîñôåðû, ñîäåð -
æà ùåé ïîëèäèñïåðñíûé àíñàìáëü îäíîðîäíûõ ñôåðè÷åñêèõ àýðî -
çîëü íûõ ÷àñòèö. Ïðè÷èíîé âûáîðà èìåííî òàêîé ìîäåëüíîé ôîðìû
îáëà÷íûõ ÷àñòèö ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå äîñòîâåðíûõ äàííûõ î õèìè÷åñ -
êîé ïðèðîäå, àãðåãàòíîì ñîñòîÿíèè, ôîðìå è ïàðàìåòðàõ ôóíêöèè
ðàñïðåäåëåíèÿ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö ïî ðàçìåðàì íà èññëåäóåìûõ âû -
ñîòíûõ óðîâíÿõ àòìîñôåðû Ñàòóðíà, à òàêæå êà÷åñòâåííî-îöåíî÷íûé
õàðàêòåð ïðèìåíÿåìîãî ìåòîäà àíàëèçà äàííûõ íàçåìíîé ñïåêòðîôî -
òî ìåòðèè ïëàíåòû-ãèãàíòà. Ïî òåì æå ïðè÷èíàì äëÿ ðàñ÷åòîâ áûëè
ïðèíÿòû çíà÷åíèÿ îòíîñèòåëüíîãî ñîäåðæàíèÿ â àòìîñôåðå âîäîðîäà
0.85, ãåëèÿ 0.15 è ìåòàíà 0.0021, êàê äëÿ Þïèòåðà. Äåòàëüíåå èñ -
ïîëüçóåìûå ìîäåëüíàÿ ôîðìà îáëà÷íûõ ÷àñòèö è ñîñòàâ àòìîñôåðû
Ñàòóðíà îáñóæäàþòñÿ â ðàáîòå [19].
Äëÿ àíàëèçà çàâèñèìîñòåé t ýô lna P( ) â äàííîé ðàáîòå çà îñíîâó âçÿòà
ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ ïàðàìåòðîâ ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòèö
àýðî çîëÿ ïî ðàçìåðàì â ãëóáîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû ïëàíåòû-ãèãàíòà,
óæå ïðèìåíÿâøàÿñÿ íàìè ðàíåå â ðàáîòå [15], ïîñâÿùåííîé îïðåäåëå -
íèþ õàðàêòåðèñòèê àýðîçîëÿ â àòìîñôåðå Þïèòåðà. Ïîøàãîâî ýòà ìå -
ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1 45
Î ÂÎÇÌÎÆÍÛÕ ÈÇÌÅÍÅÍÈßÕ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÀÝÐÎÇÎËß
òî äèêà ïðèâîäèòñÿ íèæå â ðàçäåëå «Ðåçóëüòàòû àíàëèçà è îáñóæäåíèå
ðåçóëüòàòîâ».
Ïðè âûïîëíåíèè àíàëèçà èñïîëüçóþòñÿ çíà÷åíèÿ îáúåìíîãî êî -
ýô ôèöèåíòà ðàññåÿíèÿ àýðîçîëÿ s a iP( ), ðàññ÷èòàííûå íà ðàçëè÷íûõ
âûñîòíûõ ó÷àñò êàõ àòìîñôåðû. Ïîýòîìó çäåñü ìû êîðîòêî ðàññìîò -
ðèì àëãîðèòì îï ðå äåëåíèÿ âåëè÷èí ýòèõ êîýôôèöèåíòîâ, à åãî äåòàëü -
íîå îïèñàíèå ïðè âåäåíî â ðàáîòå [17]. Àíàëèòè÷åñêàÿ ôîðìóëà äëÿ
âû÷èñëåíèÿ îáúåì íîãî êîýôôèöèåíòà ðàññåÿíèÿ àýðîçîëÿ èìååò âèä
s a = Dt ýô
a /Dh, ãäå Dt ýô
a — èçìåíåíèå âåëè÷èíû àýðîçîëüíîé ðàñ ñåè -
âàòåëüíîé ñîñòàâëÿþùåé îïòè÷åñêîé ãëóáèíû ñ èçìåíåíèåì Dh âûñî -
òû óðîâíÿ â àòìîñôåðå. Ñ ó÷åòîì àäèàáàòè÷åñêèõ ñâîéñòâ àòìîñôåðû
Ñàòóðíà Dh = ln(Pi+1 /P H Pi g i) ( )× , ãäå Pi+1 è Pi — âåëè÷èíû äàâëåíèÿ íà
ñîîòâåò ñòâóþùèõ âûñîòàõ, à H Pg i( ) — ãàçîâàÿ øêàëà âûñîò. Ïî -
ñëåäíÿÿ îïðåäåëÿåòñÿ èç âûðàæåíèÿ H Pg i( ) = R T P g× ×( ) / ( )m , ãäå R —
óíèâåð ñàëüíàÿ ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ, T(P) — òåìïåðàòóðà âûñîòíîãî
ñëîÿ â àò ìî ñôåðå ñ äàâëåíèåì P = (Pi + Pi+1)/2, m — ñðåäíÿÿ ìîëå -
êóëÿðíàÿ ìàñ ñà, îïðåäåëÿåìàÿ õèìè÷åñêèì ñîñòàâîì àòìîñôåðû, è
g — óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ â äàííîé òî÷êå íà äèñêå ïëàíåòû è
íà äàííîì âû ñîòíîì óðîâíå. Îòìåòèì, ÷òî çàâè ñèìîñòü òåìïåðàòóðû
îò äàâëåíèÿ â àòìîñôåðå Ñàòóðíà ïîëó÷åíà íà ìè â ðåçóëüòàòå îáúåäè -
íåíèÿ ðåçóëü òà òîâ ðàáîò [5] è [11] è èõ èíòåð ïîëÿöèåé íà ãëóáîêèå
ñëîè àòìîñôåðû ïðè ó÷åòå åå àäèàáàòè÷åñêèõ ñâîéñòâ.
ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ ÀÍÀËÈÇÀ È ÈÕ ÎÁÑÓÆÄÅÍÈÅ
Ãðàôè÷åñêèé âèä çàâèñèìîñòåé t ýô lna P( ), ðàññ÷èòàííûõ â èññëåäî -
âàííûõ ïîëîñàõ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà íà l = 619, 727, 842, 864 è 887 íì,
ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 1. Âñå çíà÷åíèÿ ïðèâåäåíû ê îäíîé äëèíå âîëíû
l = 887.2 íì. Êàê âèäèì, óâåëè÷åíèå t ýô
a íàáëþäàåòñÿ âî âñåì èññëå -
äóåìîì äèàïàçîíå âûñîò àòìîñôåðû Ñàòóðíà, îò óðîâíÿ ñ äàâëåíèåì
0.052 áàð, ãäå ôîðìèðîâàëîñü ÿäðî ìîùíîé ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ ìå -
òàíà íà l = 887.2 íì, äî óðîâíåé ñ äàâëåíèåì áîëåå 10 áàð, ãäå ñôîðìè -
ðîâàëèñü êðûëüÿ ïîëîñ íà l = 619, 727 è 842 íì. Íàèáîëåå âåðîÿòíî,
÷òî òàêîé õàðàêòåð çàâèñèìîñòè t ýô lna P( ) îïðåäåëåí ïîâñåìåñòíûì íà -
ëè ÷èåì àýðîçîëÿ â àòìîñôåðå ïëàíåòû-ãèãàíòà.
Ïîñêîëüêó ñêîðîñòü óâåëè÷åíèÿ t ýô
a íà ðàçíûõ âûñîòíûõ ó÷àñòêàõ
ðàçëè÷íà, ýòî óêàçûâàåò íà âåðòèêàëüíóþ íåîäíîðîäíîñòü îáëà÷íîãî
ïîêðîâà ïëàíåòû. Íàïðèìåð, çíà÷èòåëüíîå óâåëè÷åíèå t ýô
a â äèàïàçîíå
äàâëåíèé 0.25...1.0 áàð ñâèäåòåëüñòâóåò î íàèáîëüøåé ïëîòíîñòè îá -
ëà êîâ â ýòîì ïðîìåæóòêå âûñîò àòìîñôåðû. Ýòîò âûâîä ñîîòâåòñòâóåò
ðåçóëüòàòàì ðàáîò [23, 24] è âûÿâëåííûì â òðîïîñôåðå Ñàòóðíà â ðà -
áîòå [20] îáëà÷íûì ñëîÿì ñ ìàêñèìàëüíîé âåëè÷èíîé îáúåìíîãî êî -
ýô ôèöèåíòà ðàññåÿíèÿ àýðîçîëÿ íà âûñîòíûõ óðîâíÿõ ñ äàâëåíèåì
0.27 è 0.42 áàð. Áëèæå ê óðîâíþ ñ äàâëåíèåì 1.0 áàð íà çàâèñèìîñòè
t ýô lna P( ) â ïîëîñå íà l = 727 íì ïîÿâëÿåòñÿ íåçíà÷èòåëüíîå ðàçäåëåíèå
íà êîðîòêî- è äëèííîâîëíîâîå êðûëî.
46 ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1
À. Ñ. ÎÂÑÀÊ
 äèàïàçîíå äàâëåíèé 1.0...1.25 áàð, ãäå ñôîðìèðîâàëèñü êðûëüÿ
ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà íà l = 619, 727 è 842 íì, íàáëþäàåòñÿ ñèí -
õðîí íîå óìåíüøåíèå óãëà íàêëîíà çàâèñèìîñòåé t ýô lna P( ) (ñì. ðèñ. 2à),
óêàçûâàþùåå íà ðàçðåæåíèå îáëàêîâ. Ðàçäåëåíèå íà êîðîòêî- è äëèí -
íîâîëíîâîå êðûëî â ïîëîñå íà l = 727 íì çäåñü ñòàíîâèòñÿ áîëåå çà -
ìåòíûì.
Íà ñëåäóþùåì âûñîòíîì ó÷àñòêå, âïëîòü äî óðîâíÿ ñ äàâëåíèåì
2.0 áàð, ñêîðîñòü óâåëè÷åíèÿ t ýô
a âî âñåõ òðåõ óêàçàííûõ ïîëîñàõ ïî -
ãëî ùåíèÿ çàìåòíî ñíèæàåòñÿ è ñîïðîâîæäàåòñÿ çíà÷èòåëüíîé äèñïåð -
ñèåé (ñì. ðèñ. 2á). Íà çàâèñèìîñòè t ýô lna P( ) â ïîëîñå íà l = 619 íì çäåñü
ïîÿâëÿåòñÿ ðàçäåëåíèå íà êîðîòêî- è äëèííîâîëíîâîå êðûëî, áûñòðî
óâåëè÷èâàþùååñÿ ñ ãëóáèíîé.
Íàêîíåö, îò âûñîòíîãî óðîâíÿ ñ äàâëåíèåì 2.0 áàð è ãëóáæå, â äî -
ïîëíåíèå ê çíà÷èòåëüíîé äèñïåðñèè, íà çàâèñèìîñòÿõ t ýô lna P( ) â ïî -
ëîñàõ íà l = 619 è 727 íì ñ óâåëè÷åíèåì äàâëåíèÿ áûñòðî óâåëè÷è âà -
åòñÿ ðàçäåëåíèå íà êîðîòêî- è äëèííîâîëíîâûå êðûëüÿ. Îòìåòèì, ÷òî
íà çàâèñèìîñòè t ýô lna P( ) â ïîëîñå íà l = 842 íì ðàçäåëåíèå íà êîðîòêî-
è äëèííîâîëíîâûå êðûëüÿ îòñóòñòâóåò íà âñåõ èññëåäîâàííûõ ãëó -
áèíàõ.
ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1 47
Î ÂÎÇÌÎÆÍÛÕ ÈÇÌÅÍÅÍÈßÕ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÀÝÐÎÇÎËß
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü týô
a îò lnP â ïîëîñàõ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà íà l = 619 íì (êðóæêè), 727 íì
(òî÷êè), 842 íì (òðåóãîëüíèêè), 864 íì (êðåñòèêè) è 887 íì (êâàäðàòèêè) ïî äàííûì [13].
Îáîçíà÷åíî ðàñïîëîæåíèå âûñîòíûõ ó÷àñòêîâ AS1 (óðîâåíü 1.0...1.25 áàð) è AS2 (1.5...2.0
áàð)
Ñ ó÷åòîì âèäà çàâèñèìîñòåé îò âûñîòû îáúåìíîãî êîýôôèöèåíòà
ðàññåÿíèÿ àýðîçîëÿ s a P( ) [20] è îòíîñèòåëüíîé êîíöåíòðàöèè îáëà÷ -
íûõ ÷àñòèö [19], íà çàâèñèìîñòÿõ t ýô lna P( ) (ñì. ðèñ. 1) äëÿ àíàëèçà íàìè
áûëè îòîáðàíû äâà ó÷àñòêà â àòìîñôåðå Ñàòóðíà ñ äèàïàçîíàìè äàâ -
ëåíèÿ 1.0...1.25 áàð è 1.5...2.0 áàð, íàçâàííûå ñîîòâåòñòâåííî AS1 è
AS2. Ïðè÷èíû äëÿ âûáîðà èìåííî ýòèõ âûñîòíûõ ó÷àñòêîâ àòìîñ ôå -
ðû ñëåäóþùèå: 1) íà âíåøíåé ãðàíèöå îáîèõ ó÷àñòêîâ óãîë íàêëîíà
çà âèñèìîñòåé t ýô lna P( ) îäíîâðåìåííî èçìåíÿåòñÿ âî âñåõ òðåõ ïîëîñàõ
48 ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1
À. Ñ. ÎÂÑÀÊ
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü týô
a îò lnP â ïîëîñàõ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà íà l = 619 íì (êðóæêè), 727 íì
(òî÷êè), 842 íì (êðåñòèêè) äëÿ äèàïàçîíà çíà÷åíèé lnP = –0.5..1.5 (îòðåçêè ïðÿìûõ —
ñîîòâåòñòâóþùèå ëèíåéíûå àïïðîê ñèìàöèè): à — äëÿ óðîâíÿ 1.0...1.25 áàð (AS1); á — äëÿ
óðîâíÿ 1.5...2.0 áàð (AS2)
ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà íà l = 619, 727 è 842 íì; 2) âíóòðè îáîèõ âûñîò -
íûõ ó÷àñòêîâ íå âûÿâëÿþòñÿ ïðèçíàêè óïëîòíåíèÿ èëè ðàçðåæåíèÿ
îá ëàêîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü èõ îòíîñèòåëüíóþ îäíîðîä -
íîñòü è âûïîëíèòü ëèíåéíóþ àïïðîêñèìàöèþ òî÷åê íà çàâèñèìîñòÿõ
t ýô lna P( ), ðàññ÷èòàííûõ â êàæäîé èç ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ àòìîñôåðíîãî
ìåòàíà.
Àíàëîãè÷íî ðàáîòå [15] àïïðîêñèìàöèÿ ðàñ÷åòíûõ òî÷åê çàâèñè -
ìîñòåé t ýô lna P( ) íà âûñîòíûõ ó÷àñòêàõ AS1 è AS2 âûïîëíÿëàñü ìåòî -
äîì ëèíåéíîé ðåãðåññèè. Îòìåòèì, ÷òî â ïîëîñå ïîãëîùåíèÿ ìå òàíà
íà l = 842 íì çàâèñèìîñòü t ýô lna P( ) ïîêàçûâàåò ìîíîòîííîå óâåëè ÷å -
íèå âî âñåì äèàïàçîíå âûñîò ñ äàâëåíèåì îò 1.5 äî 3.5 áàð (ñì. ðèñ. 1).
Ó÷èòûâàÿ ýòó îñîáåííîñòü, èíòåðâàë îòðåçêà àïïðîêñèìàöèè ðàñ÷åò -
íûõ òî÷åê íà çàâèñèìîñòè t ýô lna P( ) â ïîëîñå íà l = 842 íì áûë ñîîòâåò -
ñòâåííî ðàñøèðåí.
Ïî óãëàì íàêëîíà ê ãîðèçîíòàëüíîé îñè àïïðîêñèìàöèîííûõ îò -
ðåçêîâ, ïîëó÷åííûõ ïî îòäåëüíîñòè äëÿ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà íà
l = 619, 727 è 842 íì, äëÿ îáîèõ âûñîòíûõ ó÷àñòêîâ AS1 è AS2
âû÷èñëÿëîñü îòíîøåíèå ñïåêòðàëüíûõ çíà÷åíèé êîýôôèöèåíòîâ
s l s la i a k( ) / ( ). Ïîä÷åðêíåì, ÷òî ýòè íå ïðèâåäåííûå ê îäíîé äëèíå
âîëíû «ýêñïåðèìåíòàëüíûå» âåëè÷èíû s la j( ) ïîëó÷åíû ñ èñïîëüçî -
âàíèåì ïàðàìåòðîâ, îïðåäåëåííûõ äëÿ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö â âåðõíåé
÷àñòè àòìîñôåðû Ñàòóðíà.
Çíà÷åíèÿ âåëè÷èí s a ( )619 /s a ( )727 , s a ( )619 /s a ( )842 è s a ( )727 /
s a ( )842 , ðàññ÷èòàííûå äëÿ âûñîòíûõ ó÷àñòêîâ AS1 è AS2, ïðèâåäåíû
âî âòîðîé ãðàôå òàáëèöû.
Êàê áûëî îòìå÷åíî âûøå, åñòü îñíîâàíèÿ ïðåäïîëàãàòü èçìåíåíèå
çíà÷åíèé ýôôåêòèâíîãî ðàäèóñà rýô, à âîçìîæíî è äåéñòâèòåëüíîé ÷àñ -
òè nr êîìïëåêñíîãî ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö íà
âûñîòíûõ ó÷àñòêàõ AS1 è AS2, îòíîñèòåëüíî èõ çíà÷åíèé, îïðåäå ëåí -
íûõ èç ïîëÿðèìåòðè÷åñêèõ èçìåðåíèé â âåðõíåé ÷àñòè àòìîñôåðû Ñà -
òóð íà. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èí ýòèõ èçìåíåíèé âîñïîëüçóåìñÿ âûðà -
ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1 49
Î ÂÎÇÌÎÆÍÛÕ ÈÇÌÅÍÅÍÈßÕ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÀÝÐÎÇÎËß
li ; lk , íì s la i( ) /s la k( ) nr
s l0 ( )i /s l0 ( )k
(ïðè rýô = 1.4 ìêì)
rýô ,
ìêì
s l0 ( )i /s l0 ( )k
(ïðè nr = 1.44)
rýô ,
ìêì
s l0 ( )i /s l0 ( )k
(ïðè nr = 1.39)
AS1 (1.0...1.25 áàð)
619; 727 1.004 1.4 1.001 1.8 1.004
619; 842 1.019 1.45 1.014 1.85 1.012
727; 842 1.015 1.48 1.017 1.85 1.015
AS2 (1.5...2.0 áàð)
619; 727 0.86 1.33 0.91 2.15 0.95 2.4 0.948
619; 842 0.87 1.37 0.87 2.35 0.93 2.4 0.949
727; 842 1.004 1.47 1.006 2.1 1.004 2.4 1.001
Ðàññ÷èòàííûå â ïîëîñàõ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà íà l = 619, 727 è 842 íì çíà÷åíèÿ
s l s la i a k( ) / ( ), ïîäîáðàííûå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö rýô è nr è ñîîò -
âåò ñòâóþùèå èì ìîäåëüíûå çíà÷åíèÿ s l0 ( )i /s l0 ( )k äëÿ âûñîòíûõ ó÷àñòêîâ AS1 (1.0...
1.25 áàð) è AS2 (1.5...2.0 áàð)
æåíèåì äëÿ âåëè÷èíû îáúåìíîãî êîýôôèöèåíòà ðàññåÿíèÿ àýðî çîëÿ,
âû÷èñëåííîãî íà äëèíå âîëíû l i è ïðèâåäåííîãî ê äëèíå âîëíû l j :
Aa i
a i
i
j( )
( )
( )
( )l
s l
s l
s l= ×
0
0 , (1)
ãäå s la i( ) — ðàññ÷èòàííàÿ ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì âåëè÷èíà
îáúåìíîãî êîýôôèöèåíòà ðàññåÿíèÿ àýðîçîëÿ íà äëèíå âîëíû l i ,
s l0 ( )i è s l0 ( )j — çíà÷åíèÿ îáúåìíîãî êîýôôèöèåíòà ðàññåÿíèÿ åäè -
íè÷ íîãî ó÷àñòêà ìîäåëüíîé ñðåäû, ñîäåðæàùåé ïîëèäèñïåðñíûé àí -
ñàì áëü îäíîðîäíûõ ñôåðè÷åñêèõ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö, ðàññ÷èòàííûå
íà äëèíàõ âîëí l i è l j ÿäåð ñîîòâåòñòâóþùèõ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ ìå -
òàíà.
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî íà âûñîòíûõ ó÷àñòêàõ AS1 è AS2 äåéñòâè -
òåëüíàÿ ÷àñòü ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ àýðîçîëÿ íå çàâèñèò îò äëèíû
âîëíû, à òàêæå ïðåíåáðåæåì â íèõ ïîãëîùåíèåì ñâåòà â íåïðåðûâíîì
ñïåêòðå, õîòÿ ïîñëåäíåå ïðåäïîëîæåíèå çàâåäîìî íå âûïîëíÿåòñÿ
èç-çà øèðîêîé öâåòîâîé è ÿðêîñòíîé ïàëèòðû âèäèìîé ïîâåðõíîñòè
äèñêà Ñàòóðíà. Òîãäà çíà÷åíèÿ âåëè÷èí Aa i( )l , ðàññ÷èòàííûå â ðàç -
íûõ ïîëîñàõ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà, íî äëÿ îäíîãî è òîãî æå âûñîòíîãî
ó÷àñòêà àòìîñôåðû ïëàíåòû-ãèãàíòà, äîëæíû ñîâïàäàòü. Ïîýòîìó ñ
îïðåäåëåííîé òî÷íîñòüþ áóäåò âûïîëíÿòüñÿ ñîîòíîøåíèå
s l s la i a k( ) / ( ) = s l0 ( )i /s l0 ( )k . (2)
Òîãäà èçìåíÿÿ ïàðàìåòðû ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòèö ïî
ðàçìåðàì, ìîäåëüíûìè ðàñ÷åòàìè âåëè÷èí s l0 ( )i è s l0 ( )k â ÿäðàõ
àíàëèçèðóåìûõ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà ìîæíî ïîäîáðàòü òàêèå èõ
çíà÷å íèÿ, ïðè êîòîðûõ íà èññëåäóåìîì âûñîòíîì ó÷àñòêå àòìîñôåðû
ñîîò íîøåíèå (2) íàèáîëåå áëèçêî ê òîæäåñòâó äëÿ âñåõ êîìáèíàöèé
êîýô ôèöèåíòîâ s l0 ( )i .
Ïðè îïðåäåëåíèè çíà÷åíèé ïàðàìåòðà nr ïðèíèìàëèñü íåèçìåí -
íûìè çíà÷åíèÿ rýô = 1.4 ìêì è n ýô = 0.07 ìîäèôèöèðîâàííîé ãàììà-
ôóíê öèè ðàñïðåäåëåíèÿ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö ïî ðàçìåðàì. Íà ðèñ. 3
ïîêàçàí âèä çàâèñèìîñòåé s l0 ( )i /s l0 ( )k îò âåëè÷èíû nr , ðàññ÷èòàí -
íûõ â ðàññìàòðèâàåìûõ ïîëîñàõ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà â äèàïàçîíå çíà -
÷åíèé nr = 1.1...1.6. Çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðà nr , ïðè êîòîðûõ ïðàâàÿ è ëå -
âàÿ ÷àñòè ñîîòíîøåíèÿ (2) íàèáîëåå áëèçêè ìåæäó ñîáîé, à òàêæå çíà -
÷å íèÿ s l0 ( )i /s l0 ( )k ïðèâåäåíû â ãðàôàõ 3 è 4 òàáëèöû.
Äëÿ âûñîòíîãî ó÷àñòêà AS1 (1.0...1.25 áàð) ñðåäíåå àðèôìåòè ÷åñ -
êîå çíà÷åíèé äåéñòâèòåëüíîé ÷àñòè ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ, ïðèâå -
äåí íûõ â ãðàôå 3, òî÷íî ñîîòâåòñòâóåò îïðåäåëåííîìó äëÿ âíåøíèõ
ñëîåâ àòìîñôåðû ïëàíåòû-ãèãàíòà çíà÷åíèþ nr = 1.44. Äëÿ ó÷àñòêà
AS2 (1.5...2.0 áàð) ïîëó÷åíî ñðåäíåå àðèôìåòè÷åñêîå çíà÷åíèå âåëè -
÷èíû nr » 1.39. Òàêèì îáðàçîì, â íèæíèõ, áîëåå òåïëûõ ñëîÿõ àòìî -
ñôåðû Ñàòóðíà âûÿâëåíî óìåíüøåíèå íà 3.5 % âåëè÷èíû nr , âîçìîæ -
íûå ïðè÷èíû êîòîðîãî áóäóò ðàññìîòðåíû íèæå.  òîæå âðåìÿ â
ðàáîòå [15] ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü îáðàòíîãî ýôôåêòà — óâåëè÷åíèÿ
nr äëÿ îáëà÷íûõ ÷àñòèö â áîëåå ãëóáîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû Þïèòåðà.
50 ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1
À. Ñ. ÎÂÑÀÊ
Ïðè ìîäåëèðîâàíèè èçìåíåíèÿ ýôôåêòèâíîãî ðàäèóñà rýô àýðî -
çîëüíûõ ÷àñòèö èñïîëüçîâàëèñü çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ nr = 1.44 è n ýô =
= 0.07. Ðàññ÷èòàííûå äëÿ ýòîãî ñëó÷àÿ çàâèñèìîñòè s l0 ( )i /s l0 ( )k ïî -
êàçàíû íà ðèñ. 4. Çíà÷åíèÿ rýô è ñîîòâåòñòâóþùèå èì ðàñ÷åòíûå âåëè -
÷è íû s l0 ( )i /s l0 ( )k , ïðè êîòîðûõ íàèáîëåå áëèçêè ëåâàÿ è ïðàâàÿ ÷àñ -
òè ñîîòíîøåíèÿ (2), ïðèâåäåíû â ãðàôàõ 5 è 6 òàáëèöû. Äëÿ ó÷àñòêà
AS1 ïîëó÷åíî ïî÷òè òî÷íîå âûïîëíåíèå ðàâåíñòâà ëåâîé è ïðàâîé
÷àñòåé ñîîòíîøåíèÿ (2) ïðè ñðåäíåì àðèôìåòè÷åñêîì çíà÷åíèè ýô -
ôåê òèâíîãî ðàäèóñà àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö rýô » 1.83 ìêì. Äëÿ ó÷àñòêà
AS2 îïðåäåëåíî çíà÷åíèå rýô » 2.2 ìêì, îäíàêî îòìåòèì, ÷òî ñîîò íî -
øåíèå (2) áëèçêî ê ðàâåíñòâó òîëüêî äëÿ êîýôôèöèåíòîâ ðàññåÿíèÿ
ìîäåëüíîé ñðåäû, ðàññ÷èòàííûõ â ïîëîñàõ ïîãëîùåíèÿ ìåòàíà íà l =
= 727 è 842 íì. Âû÷èñëåíèÿ ñ êîýôôèöèåíòîì s 0 619( ) äàþò çàìåòíîå
ðàñõîæäåíèå ëåâîé è ïðàâîé ÷àñòåé ñîîòíîøåíèÿ (2). Âåðîÿòíûìè
ïðè ÷èíàìè óêàçàííîãî íåâûïîëíåíèÿ ñîîòíîøåíèÿ (2) äëÿ ó÷àñòêà
AS2 ìîãóò áûòü:
à) îøèáêè îïðåäåëåíèÿ çàâèñèìîñòè t ýô lna P( ) â ïîëîñå ïîãëîùåíèÿ
ìåòàíà íà l = 619 íì èç-çà:
— íåêîððåêòíîãî ó÷åòà ïîãëîùåíèÿ â íåïðåðûâíîì ñïåêòðå,
— èñïîëüçîâàíèÿ îøèáî÷íûõ çíà÷åíèé êîýôôèöèåíòîâ ïîãëîùå -
íèÿ ìåòàíà,
— íåó÷åòà âëèÿíèÿ íà ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ àì -
ìèàêà íà l = 605 è 645 íì, íàáëþäàþùèõñÿ â àòìîñôåðå Ñàòóðíà;
á) íåêîððåêòíûé âûáîð ïîëîæåíèÿ è/èëè äëèíû àïïðîêñèìà öèîí -
íîãî ó÷àñòêà íà ðàñ÷åòíîé çàâèñèìîñòè t ýô lna P( ) â ïîëîñå l = 619 íì;
â) èñòèííîå ïîãëîùåíèå ñâåòà âåùåñòâàìè-õðîìîôîðàìè, ôîðìè -
ðó þ ùåå öâåòîâóþ è ÿðêîñòíóþ ïàëèòðó äèñêà ïëàíåòû-ãèãàíòà.
Äîïîëíèòåëüíî ïðîàíàëèçèðîâàíà âîçìîæíîñòü èçìåíåíèÿ ýô -
ôåê òèâ íîãî ðàäèóñà àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö rýô ïðè óìåíüøåíèè äåéñòâè -
òåëüíîé ÷àñòè èõ êîìïëåêñíîãî ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ äî âåëè÷èíû
nr = 1.39. Ðåçóëüòàòû ïîäáîðà çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðà rýô âíåñåíû â ãðàôû
7 è 8 òàáëèöû.  ýòîì ñëó÷àå íàèëó÷øåå âûïîëíåíèå ðàâåíñòâà îáåèõ
÷àñòåé ñîîòíîøåíèÿ (2) äàåò çíà÷åíèå rýô » 2.4 ìêì.
Õîòÿ ñóùåñòâîâàíèå â àòìîñôåðå Ñàòóðíà àììèàêà NH3 è âîäû
H2O äàâíî ïðåäñêàçûâàëîñü [2], íàëè÷èå îáëà÷íûõ ÷àñòèö, ñîäåðæà -
ùèõ îáà ýòè âå ùåñòâà, âïåðâûå áûëî äîñòîâåðíî ïîäòâåðæäåíî ëèøü
â ðàáîòå [26] â ðåçóëüòàòå èññëåäîâàíèé îáëàñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ
Áîëüøîãî øòîð ìà 2010—2011 ãã. Àâòîðû ïðåäïîëîæèëè, ÷òî ýòè ÷àñ -
òèöû áûëè âûíåñåíû â âåðõíèå ñëîè ìîùíûìè âîçäóøíûìè ïîòîêà -
ìè èç ãëóáîêèõ ñëîåâ àòìîñôåðû ïëàíåòû-ãèãàíòà. Îòìåòèì, ÷òî â õî -
äå ìèññèè «Ãàëèëåî» òàêæå îæèäàëîñü* îáíàðóæåíèå ãèäðîêñèäà
àììîíèÿ â àòìîñôåðå Þïèòåðà, îäíàêî áåçðåçóëüòàòíî.
Êàê èçâåñòíî**, âîäà è àììèàê ïðè ñìåøèâàíèè ëåãêî îáðàçóþò
ãèäðîêñèä (èëè ãèäðàò) àììîíèÿ NH4OH. Òàêèì îáðàçîì, ñ ó÷åòîì
ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1 51
Î ÂÎÇÌÎÆÍÛÕ ÈÇÌÅÍÅÍÈßÕ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÀÝÐÎÇÎËß
* https://www.bri tan nica.com/place/Ju pi ter-planet/Cloud-com po si tion#ref514772
** https://en.wikipedia.org/wiki/Am mo nia_so lu tion#cite_note-GESTIS-1
ðåçóëüòàòîâ [26] âåðîÿòíûì êîìïîíåíòîì îáëàêîâ â ãëóáèíå àòìî -
ñôåðû Ñàòóðíà ìîæåò áûòü ãèäðîêñèä àììîíèÿ, òåìïåðàòóðà ïëàâëå -
íèÿ 35 % âîäíîãî ðàñòâîðà êîòîðîãî ðàâíà Tw » 181 K [6]. Âåëè÷èíà Tw
ñíèæàåòñÿ ïðè óâåëè÷åíèè êîíöåíòðàöèè ðàñòâîðà NH4OH. Ñîãëàñíî
ðåçóëüòàòàì [5, 11] òåìïåðàòóðà â àòìîñôåðå Ñàòóðíà óâåëè÷èâàåòñÿ ñ
ãëóáèíîé ïðèìåðíî îò 130 K â âåðõíåé ÷àñòè ó÷àñòêà AS1 äî 180 K â
íèæíåé ÷àñòè ó÷àñòêà AS2. Ó÷èòûâàÿ ñêàçàííîå, ìîæíî ïðåäïîëî -
æèòü, ÷òî â ãëóáèíå àòìîñôåðû Ñàòóðíà âîçìîæíî èçìåíåíèå ôàçîâî -
ãî ñîñòîÿíèÿ îáëà÷íûõ ÷àñòèö, ñîäåðæàùèõ ãèäðîêñèä àììîíèÿ â äî -
ñòàòî÷íîé êîíöåíòðàöèè. Ýòèì ïðîöåññîì ìîæíî îáúÿñíèòü âûÿâëåí -
íîå íàìè óìåíüøåíèå äåéñòâèòåëüíîé ÷àñòè êîìïëåêñíîãî ïîêàçàòåëÿ
ïðåëîìëåíèÿ àýðîçîëÿ íà âûñîòíîì ó÷àñòêå AS2.
Îïðåäåëåííûå â íàñòîÿùåé ðàáîòå çíà÷åíèÿ ýôôåêòèâíîãî ðàäèó -
ñà àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö rýô õîðîøî ñîãëàñóþòñÿ ñ ðåçóëüòàòàìè ðàáîò
[8, 23, 27] è ïðîñòî çàìå÷àòåëüíî ñîâïàäàþò ñî çíà÷åíèÿìè rýô, ïîëó -
÷åííûìè â ðàáîòå [22] äëÿ âûñîòíûõ ñëîåâ â àòìîñôåðå þæíîãî ïî -
ëóøàðèÿ Ñàòóðíà, áëèçêèõ ïî âåëè÷èíàì äàâëåíèÿ â íèõ ê èññëåäî -
âàííûì íàìè ó÷àñòêàì AS1 è AS2. Òåì íå ìåíåå, ïîä÷åðêíåì, ÷òî íà -
øè ðåçóëüòàòû îñíîâàíû íà àíàëèçå äàííûõ èíòåãðàëüíûõ èçìåðåíèé
Ñàòóðíà è ïîýòîìó ÿâëÿþòñÿ óñðåäíåííûìè ïî âñåìó äèñêó ïëàíåòû.
Êðîìå òîãî, èñïîëüçóåìûé íàìè äëÿ àíàëèçà ìåòîä ýôôåêòèâíîé îï -
òè ÷åñêîé ãëóáèíû áàçèðóåòñÿ íà ïðåäïîëîæåíèè îá îäíîðîäíîñòè îï -
52 ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1
À. Ñ. ÎÂÑÀÊ
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü âåëè÷èíû s l0 ( )i /s l0 ( )k îò ïàðàìåòðà nr , ïðè rýô = 1.4 ìêì è nýô = 0.07.
Ïîêàçàíû çíà÷åíèÿ nr , îïðåäåëåííûå äëÿ ó÷àñòêîâ AS1 è AS2
òè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê â ïðåäåëàõ âíåøíåãî ñëîÿ àòìîñôåðû, ñôîð -
ìèðîâàâøåãî ïîëå äèôôóçíî îòðàæåííîãî èçëó÷åíèÿ íà äàííîé äëèíå
âîëíû. Ïîýòîìó îïðåäåëÿåìûå ôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè àýðîçîëÿ
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé óñðåäíåííûå ïî âñåìó àòìîñôåðíîìó ñòîëáó âå -
ëè÷èíû è ìîãóò íå ñîîòâåòñòâîâàòü èñòèííûì ïàðàìåòðàì íà êîíêðåò -
íûõ âûñîòíûõ óðîâíÿõ àòìîñôåðû Ñàòóðíà.
ÂÛÂÎÄÛ
Ïî äàííûì ñïåêòðàëüíûõ èçìåðåíèé ãåîìåòðè÷åñêîãî àëüáåäî â
1993 ã. îïðåäåëåíû âîçìîæíûå çíà÷åíèÿ ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ
àýðî çî ëÿ â ãëóáîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû Ñàòóðíà. Îáíàðóæåíî óâåëè÷å -
íèå ýôôåêòèâíîãî ðàäèóñà îáëà÷íûõ ÷àñòèö ïðè ïåðåõîäå îò âíåøíèõ
ê áîëåå ãëóáîêèì ñëîÿì àòìîñôåðû ïëàíåòû-ãèãàíòà: åãî çíà÷åíèå
ðàâ íÿëîñü 1.4 ìêì â âåðõíåé ÷àñòè òðîïîñôåðû, 1.83 ìêì — íà âûñîò -
íîì ó÷àñòêå ñ äàâëåíèåì 1.0...1.25 áàð è 2.2...2.4 ìêì — íà ó÷àñòêå ñ
äàâëåíèåì 1.5...2.0 áàð. Â ïîñëåäíåì âûÿâëåíî óìåíüøåíèå äåéñòâè -
òåëü íîé ÷àñòè ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö íà 3.5 %.
Òàêîå óìåíüøåíèå âîçìîæíî ïðè ñìåíå ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ àýðî -
çîëüíûõ ÷àñòèö â íèæíèõ, áîëåå òåïëûõ ñëîÿõ àòìîñôåðû Ñàòóðíà,
ïðè íàëè÷èè â èõ ñîñòàâå ãèäðîêñèäà àììîíèÿ.
ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1 53
Î ÂÎÇÌÎÆÍÛÕ ÈÇÌÅÍÅÍÈßÕ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÀÝÐÎÇÎËß
Ðèñ. 4. Òî æå, ÷òî è íà ðèñ. 3, íî äëÿ çàâèñèìîñòè îò ïàðàìåòðà rýô, ïðè nr = 1.44 è nýô = 0.07.
Îòìå÷åíû óñðåäíåííûå çíà÷åíèÿ rýô, îïðåäåëåííûå äëÿ ó÷àñòêîâ AS1 è AS2
Àâòîð èñêðåííå áëàãîäàðèò À. Â. Ìîðîæåíêî çà ïîëåçíûå ñîâåòû
è êîììåíòàðèè. Àâòîð ïðèçíàòåëåí ðåöåíçåíòó çà öåííûå ðåêîìåí -
äàöèè ê ðàáî÷åìó òåêñòó ñòàòüè, êîòîðûå çíà÷èòåëüíî óëó÷øèëè èçëî -
æåíèå ìàòåðèàëà.
1. Áóãàåíêî Î. È., Äëóãà÷ Æ. Ì., Ìîðîæåíêî À. Â., ßíîâèöêèé Ý. Ã. Îá îïòè÷åñêèõ
ñâîéñòâàõ îáëà÷íîãî ñëîÿ Ñàòóðíà â âèäèìîì ó÷àñòêå ñïåêòðà. Àñòðîí. âåñòí.
1975. 9, ¹ 1. Ñ. 13—21.
2. Atreya S. K., Wong A. S. Cou pled clouds and chem is try of the gi ant plan ets — a case for
multiprobes. Space Sci. Revs. 2005. 116. ¹ 1. P. 121—136.
3. Cham ber lain J. W. The at mo sphere of Ve nus near cloud top. Astrophys. J. 1965. 141,
N 4. P.1184—1205.
4. Fletcher L. N., Baines K. H., Momary T. W., Show man A. P., Irwin P. G. J., Orton G. S.,
Merlet C. Sat urn’s tro po spheric com po si tion and clouds from Cassini/VIMS 4.6 —
5.1 mm nightside spec tros copy. Icarus. 2011. 214. P. 510—533.
5. Fletcher L. N., Guerlet S., Orton G. S., Cosentino R. G., Fouchet T., Irwin P. G. J., Li L.,
Flasar F. M., Gorius N., Mo rales-JuberRas R. Dis rup tion of Sat urn’s quasi-pe ri odic
equa to rial os cil la tion by the great north ern storm. Na ture Astron. 2017. 1. P. 765—
770.
6. Hildenbrand D. L., Giauque W. F. Am mo nium ox ide and am mo nium hy drox ide. Heat
ca pac i ties and ther mo dy namic prop er ties from 15 to 300 K. 1. J. Amer. Chem. Soc.
1953. ¹ 75. P. 2811—2818.
7. Karkoschka E. Spectrophotometry of the Jovian plan ets and Ti tan at 300 to 1000 nm
wave length: The meth ane spec trum. Icarus. 1994. 111. P. 967—982.
8. Karkoschka E., Tomasko M. G. Sat urn’s ver ti cal and lat i tu di nal cloud struc ture
1991—2004 from HST im ag ing in 30 fil ters. Icarus. 2005. 179. P. 195—221.
9. Kawata K. Cir cu lar po lar iza tion of sun light re flected by plan e tary at mo sphere. Icarus.
1978. 33. P. 217—233.
10. Kerola D. X., Larson H. P., Tomasko M. G. Anal y sis of the near-IR spec trum of Sat urn:
A com pre hen sive ra di a tive trans fer model of its mid dle and up per tro po sphere.
Icarus. 1997. 127. P. 190—212.
11. Lindal G. F. The at mo sphere of Nep tune: an anal y sis of ra dio occultation data with
Voy ager 2. Astron. J. 1992. 103. P. 967—982.
12. MuZoz O., Morena F., Molina A., Grodent D., GJrard J.C., Dols V. Study of the ver ti -
cal struc ture of Sat urn’s at mo sphere us ing HST/WFPC2 im ages. Icarus. 2004. 169.
P. 413—428.
13. Morozhenko A. V. Jovian cloud strat i fi ca tion. Sov. Astron. Lett. 1984. 10. P. 323—
325.
14. Morozhenko A. V. On the ver ti cal struc ture of cloud lay ers in the at mo spheres of gi ant
plan ets. Ki ne mat ics Phys. Ce les tial Bod ies. 1993. 9. P. 1—19.
15. Morozhenko A. V., Ovsak A. S. On the prob a ble change of the ra dius and na ture of
aero sol par ti cles in the deep lay ers of Ju pi ter’s at mo sphere. Ki ne mat ics Phys. Ce les -
tial Bod ies. 2017. 33. P. 88—93.
16. Ovsak A. S. Up graded tech nique to an a lyze the ver ti cal struc ture of the aero sol com po -
nent of the at mo spheres of gi ant plan ets. Ki ne mat ics Phys. Ce les tial Bod ies. 2013.
29. P. 291—300.
17. Ovsak À. S. Vari a tions of the vol ume scat ter ing co ef fi cient of aero sol in the jovian at -
mo sphere from ob ser va tions of the plan e tary disk. Ki ne mat ics Phys. Ce les tial Bod -
ies. 2015. 31. P. 197—204.
54 ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1
À. Ñ. ÎÂÑÀÊ
18. Ovsak A. S. Ver ti cal struc ture of cloud lay ers in the at mo spheres of gi ant plan ets. I. On
the in flu ence of vari a tions of some at mo spheric pa ram e ters on the ver ti cal struc ture
char ac ter is tics. So lar Syst. Res. 2015. 49. P. 46—53.
19. Ovsak À. S. On de ter min ing the ver ti cal struc ture of the aero sol com po nent in the at -
mo sphere of Sat urn. Ki ne mat ics Phys. Ce les tial Bod ies. 2018. 34. P. 37—51.
20. Ovsak A. S. The altitudinal de pend ence of aero sol vol ume scat ter ing co ef fi cient in the
at mo sphere of Sat urn in 1993. 49th Lu nar and Planet. Sci. Conf. LPSC2018, ab stract
# 1069.
21. PJrez-Hoyos S., S<nchez-Lavega A., French R. G., Rojas J. F. Sat urn’s cloud struc ture
and tem po ral evo lu tion from 10 years of Hub ble Space Tele scope im ages
(1994—2003). Icarus. 2005. 176. P. 155—174.
22. Ro man M. T., Banfield Don, Gierasch P. J. Sat urn’s cloud struc ture in ferred from
Cassini ISS. Icarus. 2013. 225. P. 93—110.
23. S<nchez-Lavega A., Hueso R., PJrez-Hoyos S. The three-di men sional struc ture of Sat -
urn’s equa to rial jet at cloud level. Icarus. 2007. 187. P. 510—519.
24. Santer R., Dollfus A. Op ti cal reflectance polarimetry of Sat urn’s globe and rings: IV.
Aero sols in the up per at mo sphere of Sat urn. Icarus. 1981. 48. P. 496—518.
25. Sromovsky L. A., Baines K. H., Fry P. M. Sat urn’s Great Storm of 2010—2011: Ev i -
dence for am mo nia and wa ter ices from anal y sis of VIMS spec tra. Icarus. 2013. 226.
P. 402—408.
26. Sromovsky L. A., Baines K. H., Fry P. M., Momary T. W. Cloud clear ing in the wake of
Sat urn’s Great Storm of 2010—2011 and sug gested new con straints on Sat urn’s
He/H2 ra tio. Icarus. 2016. 276. P. 141—162.
27. Temma T., Chanover N. J., Si mon-Miller A. A., et al. Ver ti cal struc ture mod el ing of
Sat urn’s equa to rial re gion us ing high spec tral res o lu tion im ag ing. Icarus. 2005. 175.
P. 464—489.
Î. Ñ. Îâñàê
Ãîëîâíà àñòðîíîì³÷íà îáñåðâàòîð³ÿ Íàö³îíàëüíî¿ àêàäå쳿 íàóê Óêðà¿íè,
Êè¿â, Óêðà¿íà
ÏÐÎ ÌÎÆËȲ Ç̲ÍÈ Ô²ÇÈ×ÍÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÀÅÐÎÇÎËÞ
 ÃËÈÁÎÊÈÕ ØÀÐÀÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÈ ÑÀÒÓÐÍÀ
Öþ ðîáîòó ïðèñâÿ÷åíî âèçíà÷åííþ çíà÷åíü âåëè÷èí ô³çè÷íèõ ïàðàìåòð³â õìàðíèõ
÷àñòèíîê â ãëèáîêèõ øàðàõ àòìîñôåðè Ñàòóðíà ç âèêîðèñòàííÿì äàíèõ äèñòàíö³é -
íèõ âèì³ðþâàíü ïîëÿ ñîíÿ÷íîãî âèïðîì³íþâàííÿ, äèôóçíî â³äáèòîãî ïëàíåòîþ-
ã³ãàíòîì. Ó ïîïåðåäíüîìó äîñë³äæåíí³ çà çíà÷åííÿìè ãåîìåòðè÷íîãî àëüáåäî Ñà -
òóð íà, îòðèìàíèìè ó 1993 ð. â ä³àïàçîí³ äîâæèí õâèëü 300...1000 íì, àâòîð ç âèêî -
ðèñ òàííÿì ìåòîäó åôåêòèâíî¿ îïòè÷íî¿ ãëèáèíè îòðèìàâ çàëåæí³ñòü àåðîçîëüíî¿
ðîçñ³þâàëüíî¿ ñêëàäîâî¿ îïòè÷íî¿ ãëèáèíè â³ä òèñêó, òîáòî ¿¿ çì³íó ç âèñîòîþ â àòìî -
ñôåð³. Àíàë³ç âèõ³äíèõ äàíèõ áóâ âèêîíàíèé ó äîâãîõâèëüîâ³é ÷àñòèí³ ñïåêòðà â
ë³ í³ÿõ ïîãëèíàííÿ ìåòàíó ð³çíî¿ ïîòóæíîñò³ ç öåíòðàìè íà äîâæèíàõ õâèëü l = 619,
727, 842, 864 ³ 887 íì. Íà äåÿêèõ âèñîòíèõ ð³âíÿõ â ãëèáîêèõ øàðàõ àòìîñôåðè
ïëàíåòè-ã³ãàíòà íà çàçíà÷åí³é çàëåæíîñò³ ïðîÿâèëèñÿ îñîáëèâîñò³, ÿê³ ìîæëèâî â³äî -
áðàæàþòü çì³íè ô³çè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê àåðîçîëþ. Òîìó ìåòîþ äàíî¿ ðîáîòè áóëî
âèçíà÷åííÿ ìîæëèâèõ çíà÷åíü ô³çè÷íèõ ïàðàìåòð³â àåðîçîëüíèõ ÷àñòèíîê â ãëèáî -
êèõ øàðàõ àòìîñôåðè Ñàòóðíà íà âèñîòíèõ ð³âíÿõ ç çàçíà÷åíèìè âèùå îñîáëèâîñ -
òÿìè.  ðåçóëüòàò³ âèÿâëåíî çá³ëüøåííÿ åôåêòèâíîãî ðàä³óñà õìàðíèõ ÷àñòèíîê ç
ãëèáèíîþ: éîãî çíà÷åííÿ ñòàíîâèëî 1.4 ìêì ó âåðõí³é ÷àñòèí³ òðîïîñôåðè, 1.83 ìêì
íà âèñîòí³é ä³ëÿíö³ ç òèñêîì 1.0...1.25 áàð ³ 2.2...2.4 ìêì — íà ä³ëÿíö³ ç òèñêîì
1.5...2.0 áàð.  îñòàííüîìó âèÿâëåíî çìåíøåííÿ ä³éñíî¿ ÷àñòèíè ïîêàçíèêà çàëîì -
ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1 55
Î ÂÎÇÌÎÆÍÛÕ ÈÇÌÅÍÅÍÈßÕ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÀÝÐÎÇÎËß
ëåí íÿ àåðîçîëüíèõ ÷àñòîê íà 3.5 %. Äëÿ ïîÿñíåííÿ ìîæëèâî¿ ïðè÷èíè òàêîãî çìåí -
øåííÿ ðîçãëÿíóòî çì³íó ôàçîâîãî ñòàíó àåðîçîëüíèõ ÷àñòîê ó íèæí³õ, òåïë³øèõ øà -
ðàõ àòìîñôåðè Ñàòóðíà, ÷åðåç íàÿâí³ñòü â ¿õíüîìó ñêëàä³ ã³äðîêñèäó àìîí³þ â äî -
ñòàò í³é êîíöåíòðàö³¿.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: Ñàòóðí, àòìîñôåðà, ãëèáîê³ øàðè, àåðîçîëüí³ ÷àñòèíêè, ô³çè÷í³
ïàðàìåòðè.
A. S. Ovsak
Main Astronomical Observatory of the National Academy of Sciences of Ukraine,
Kyiv, Ukraine
ON THE POS SI BLE CHANGES IN THE PHYS I CAL CHAR AC TER IS TICS
OF THE AERO SOL IN THE DEEP LAY ERS OF THE AT MO SPHERE OF SAT URN
This work is de voted to de ter min ing the val ues of the phys i cal pa ram e ters of cloud par ti -
cles in the deep lay ers of the Sat urn's at mo sphere us ing data from re mote mea sure ments of
the so lar ra di a tion field dif fusely re flected by a gi ant planet. In the pre vi ous study, us ing
the ef fec tive op ti cal depth method, from the spec tral mea sure ments of the geo met ric albedo
of Sat urn in 1993 in the wave length range 300...1000 nm, the au thor ob tained a pres sure
de pend ence, i. e. change with al ti tude in the at mo sphere val ues of the mag ni tude of the
aero sol scat ter ing com po nent of the op ti cal depth. The anal y sis of the ini tial data was per -
formed in the long-wave part of the spec trum in meth ane ab sorp tion lines of dif fer ent
power with cen ters at wave lengths of l = 619, 727, 842, 864, and 887 nm. At cer tain al ti -
tude lev els in the deep lay ers of the at mo sphere of the gi ant planet, the in di cated de pend -
ence shows fea tures that pos si bly re flect changes of the phys i cal char ac ter is tics of the aero -
sol. There fore, the aim of this work was to de ter mine the pos si ble val ues of the phys i cal pa -
ram e ters of aero sol par ti cles in the deep lay ers of Sat urn's at mo sphere at altitudinal lev els,
with the fea tures noted above. As a re sult, an in crease in the ef fec tive ra dius of cloud par ti -
cles was ob served in the tran si tion from the outer to the deeper lay ers of the at mo sphere of
gi ant planet: from the 1.4 mm in the up per part of the tro po sphere, to the 1.83 mm in the al ti -
tude re gion with a pres sure of 1.0...1.25 bar and up to 2.2...2.4 mm in the re gion with a pres -
sure of 1.5...2.0 bar. In the lat ter seg ment, a de crease in the real part of the re frac tive in dex
of aero sol par ti cles by 3.5 % was re vealed. A pos si ble rea son for this de crease is the change
in the phase state of aero sol par ti cles in the lower and warmer at mo spheric lay ers of Sat urn,
due to the pres ence of am mo nium hy drox ide in their com po si tion in suf fi cient con cen tra -
tion.
Keywords: Sat urn, at mo sphere, deep lay ers, aero sol par ti cles, phys i cal pa ram e ters.
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðå äàê öèþ 14.06.2018
Ïîñëå äîðàáîòêè 14.09.2018
Ïðèíÿòà ê ïóáëèêàöèè 22.10.2018
56 ISSN 0233-7665. ʳíåìàòèêà ³ ô³çèêà íåáåñ. ò³ë. 2019. Ò. 35, ¹ 1
À. Ñ. ÎÂÑÀÊ
|