Сходство с Землей по скорости вращения и наклону оси не объясняет атмосферу Марса, но способствует разработке прогноза погоды для будущих экспедиций

Недавнее исследование выявило важнейшее значение гравитационных волн в атмосфере Марса
Учёные из Токийского университета совместно с зарубежными коллегами обнаружили, что атмосферные гравитационные волны (GWs) существенно воздействуют на формирование меридиональных потоков воздушных масс в средних и высоких атмосферных слоях Марса. Исследования, опирающиеся на многолетние наблюдения, позволяют по-новому взглянуть на атмосферную динамику этой планеты, которая кардинально отличается от земной.

«На нашей планете крупномасштабные волны Россби, вызванные вращением, становятся главным фактором циркуляции в стратосфере. Однако на Марсе ключевую роль в средних и высоких широтах играет влияние гравитационных волн», — объяснила профессор Каору Сато из Департамента наук о Земле и планетах. Она отметила, что в отличие от волн Россби, GWs представляют собой «неразрешимые волны» — их небольшие масштабы не дают возможности провести прямые измерения или моделирование, что требует применения косвенных методов для их оценки.

Гравитационные волны, которые не были предсказаны Эйнштейном как гравитационно-волновые возмущения, формируются, когда воздушные частицы колеблются в вертикальной плоскости вследствие различий в плавучести. Эти колебания приводят к созданию волн, переносящих энергию и импульс. До недавнего времени их влияние на атмосферу Марса оставалось малоизученным из-за ограниченного объёма наблюдательных данных. Команда Сато исследовала продолжительный набор данных EMARS (Ensemble Mars Atmosphere Reanalysis System), основанный на спутниковых измерениях, чтобы изучить сезонную изменчивость.

«GWs способствуют быстрому вертикальному переносу углового момента, что оказывает мощное влияние на меридиональную циркуляцию в средней атмосфере Марса, — подчеркнул аспирант Анзу Асуми. — Это явление больше напоминает процессы, происходящие в земной мезосфере, а не стратосфере. Наши выводы свидетельствуют о необходимости пересмотра существующих моделей марсианской атмосферы для улучшения климатических симуляций и прогнозов погоды».

Благодаря схожести с Землёй в скорости вращения и наклоне оси, Марс становится идеальным объектом для изучения атмосферных систем. Однако его уникальные характеристики — разреженная атмосфера, состоящая из CO₂, и резкие сезонные изменения — открывают новые горизонты в понимании динамики далеких миров. Учёные считают, что полученные данные могут содействовать разработке более точных климатических моделей и для нашей планеты.

У учёных в планах — исследование воздействия марсианских пылевых бурь на атмосферную циркуляцию. «Пока мы анализировали периоды без значительных бурь, — отметила Сато. — Но подобные события радикально трансформируют условия, и мы предполагаем, что они усиливают влияние GWs. Наши исследования формируют основу для разработки прогнозов погоды на Марсе, что будет жизненно важно для будущих миссий».

Следующие шаги исследования будут сфокусированы на анализе того, как пылевые штормы провоцируют глобальные изменения атмосферных моделей. С каждым таким шагом учёные становятся ближе к способности точно предсказывать марсианскую погоду — важнейшему элементу для безопасного освоения Красной планеты человеком.

Источник: iXBT