Визначення параметрів вертикальної структури аерозольної складової атмосфер планет-гігантів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Головна астрономічна обсерваторія

УДК 523.4-852+523.45/.48

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

Визначення параметрів вертикальної структури аерозольної складової атмосфер планет-гігантів

01.03.03 - Геліофізика і фізика Сонячної системи

Овсак Олександр Степанович

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Головній астрономічній обсерваторії Національної академії наук України.

Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Мороженко Олександр Васильович, Головна астрономічна обсерваторія НАН України, головний науковий співробітник;

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Тишковець Віктор Павлович, Радіоастрономічний інститут НАН України, провідний науковий співробітник;

кандидат фізико-математичних наук Козак Людмила Володимирівна, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, доцент кафедри астрономії та фізики космосу фізичного факультету.

Захист відбудеться «28» жовтня 2011 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.208.01 при Головній астрономічній обсерваторії Національної академії наук України за адресою: ГАО НАН України, вул. Академіка Заболотного, 27, 03680 МСП, м. Київ.

Початок засідань о 10 годині.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці ГАО НАН України за адресою: ГАО НАН України, вул. Академіка Заболотного, 27, 03680 МСП, м. Київ.

Автореферат розісланий «21» вересня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат фізико-математичних наукІ. Е. Васильєва.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. За останні десятиріччя, завдяки численним експериментам, виконаним за допомогою космічних апаратів (КА), а також проведеним на орбітальних та наземних телескопах спостереженням, значно розширився обсяг знань про горизонтальні структури верхніх хмарових шарів атмосфер планет-гігантів, їх хімічний склад і теплові властивості. Однак, вертикальні структури цих атмосфер, а саме зміни оптичної товщини аерозольної складової та відносної концентрації газів з висотою досі практично не вивчені. Безпосередні зондування з КА щільних хмарових планетних атмосфер виконано на сьогодні лише для Венери та Юпітера. Щодо аерозольних складових атмосфер Сатурна, Урана та Нептуна поки що існують лише прогнози їх вертикальної структури, які основані на теоретичному моделюванні конденсації газових складових у теплових режимах атмосфер. У переважній більшості опублікованих досліджень аерозольних структур атмосфер планет-гігантів використовуються методи порівняння спостережних даних про інтенсивності молекулярних смуг поглинання атмосферних газів з розрахунками для моделей атмосфер з різною кількістю рознесених по висоті газово-аерозольних шарів. При виконанні обчислень такий підхід вимагає використання великої кількості параметрів, які характеризують оптичні властивості кожного такого штучно доданого шару. Внаслідок відсутності даних щодо реальних характеристик, дослідники призначають кількісні значення цим параметрам на основі суб'єктивних міркувань та для кращого узгодження своїх розрахунків з експериментальними даними. Тому розробка методики визначення характеру зміни аерозольної складової оптичної товщини шарів, відповідальних за формування поля дифузно відбитого випромінювання та відносної концентрації метану з глибиною в атмосферах Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна, за даними про спектральну залежність їх геометричного альбедо в інтервалі довжин хвиль 400-1000 нм, а також саме визначення цих закономірностей є актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Представлені в дисертації дослідження виконувалися згідно планів наукових тем відділу фізики тіл Сонячної системи Головної астрономічної обсерваторії НАН України:

1. «Розробка перспективних методик та створення нового покоління приладів для проведення позаатмосферних астрономічних спостережень», шифр 1.4.6/5-212-Кт, № держ. реєстрації 0103U008378, 2003-2008 рр.

2. «Вертикальна структура атмосфер Урана і Нептуна за даними спектральних спостережень та виготовлення спектрополяриметричної апаратури для наземних спостережень небесних об'єктів», шифр III-9-1.4.6/5-225В, № держ. реєстрації 0106U004542, 2005-2010 рр.

3. «Комплексні дослідження тіл Сонячної системи, зірок з екзопланетами та дисковими структурами», шифр III-20-1.4.6/5-261, № держ. реєстрації 0108U011182, 2008-2010 рр.

Здобувач брав участь у виконанні цих досліджень як виконавець на громадських засадах.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є визначення закономірностей зміни з глибиною аерозольної складової ефективної оптичної глибини формування лінії поглинання в дифузно відбитому випромінюванні та уточнення відносної концентрації метану в атмосферах планет-гігантів. Для її реалізації необхідно було виконати наступний обсяг робіт:

-розробити алгоритм й створити комп'ютерну програму для розрахунку ефективної оптичної глибини формування інтенсивності випромінювання, дифузно відбитого однорідним напівнескінченним шаром з довільними оптичними властивостями, та провести відповідні модельні розрахунки;

-дослідити зміни атмосфери Юпітера в місці падіння К-уламка комети Шумейкера-Леві 9;

-встановити закономірності вертикальної структури аерозольної складової ефективної оптичної глибини в атмосферах планет-гігантів;

-уточнити закономірність зміни відносної концентрації метану з висотою в атмосферах Урана та Нептуна.

Об'єкт дослідження - атмосфери планет-гігантів.

Предмет дослідження - аерозольні складові та відносна концентрація метану у напівнескінченних планетних атмосферах.

Методи дослідження - чисельне моделювання характеристик аерозольних складових та концентрації газів у напівнескінченних хмарових планетних атмосферах, аналіз результатів обчислень та їх прив'язка до експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів розкривається в наступних положеннях:

1. Вперше за аналізом зміни ефективної оптичної глибини з висотою у місці падіння К-уламка комети Шумейкера - Леві 9 та в незбуреній падінням атмосфері показана необхідність припущення щодо висотної стратифікації розмірів аерозольних частинок.

2. Вперше за даними спектрофотометричних вимірювань інтегральних дисків встановлено вигляд залежності зміни оптичної товщини та об'ємного коефіцієнта розсіяння з глибиною в атмосферах Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна.

3. Уточнена закономірність зміни з глибиною відносної концентрації метану в атмосферах Урана та Нептуна.

4. На основі строгого чисельного розв'язання задачі про дифузне відбиття випромінювання однорідним напівнескінченним газово-аерозольним середовищем створено програмний комплекс для обрахунку значень величини ефективної оптичної глибини формування інтенсивності випромінювання, дифузно відбитого оптично однорідним напівнескінченним хмаровим шаром з довільними оптичними властивостями, розраховано значення цієї величини для випадків ізотропного й анізотропного розсіяння та вивчена її залежність від оптичних параметрів середовища.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані в дисертації результати важливі не лише для розуміння природи атмосфер планет-гігантів, але й можуть бути враховані при плануванні подальших космічних експериментів з зондування атмосфер цих планет. Розроблений програмний комплекс використовується й надалі може бути використаний при моделюванні оптичних характеристик газово-аерозольних середовищ великої оптичної товщини для широкого кола прикладних задач.

Результати дисертаційної роботи можуть бути використані для обчислення характеристик й аналізу результатів дистанційних вимірювань газово-аерозольних шарів планетних атмосфер великої оптичної товщини фахівцями ГАО НАН України, Радіоастрономічного інституту НАН України, кафедри астрономії та фізики космосу Київського національного університету імені Тараса Шевченка, НДІ астрономії Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна, НДІ «Кримська астрофізична обсерваторія» та НДІ «Астрономічна обсерваторія» Одеського національного університету ім. І.І. Мечникова Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.

Достовірність і обґрунтованість дисертаційної роботи підтверджуються наступним:

- розрахунки значень величин, використаних в дисертації для аналізу спостережних даних, отримання результатів і формулювання висновків, ґрунтуються на строгому чисельному розв'язанні задачі про дифузне відбиття випромінювання однорідним напівнескінченним газово-аерозольним середовищем;

-точність обчислень у процесі розрахунків контролювалася за виконанням інтегральних співвідношень між використовуваними величинами, збіжністю значень контрольних величин, обчислюваних за різними методиками, а також за відповідністю обчислених значень величин результатам розрахунків інших авторів;

- значення тиску, при якому відбувається стрибкоподібна зміна об'ємного коефіцієнта розсіяння аерозолю у верхньому шарі атмосфери Юпітера, обчислене у цій роботі на основі даних незалежних дистанційних вимірювань інтегрального диска Юпітера та місця падіння К-уламка комети Шумейкера-Леві 9, близько збігається з величиною тиску для стрибка щільності аерозолю, зареєстрованого при нефелометричних вимірюваннях на зонді КА «Галілео» в Екваторіальній зоні Юпітера.

Особистий внесок здобувача. Робота [4] виконана автором самостійно. У виконаних у співавторстві працях [1-3] автор:

1) розробив алгоритм виконання розрахунків, створив програмний обчислювальний комплекс та виконав розрахунки значень відбивної здатності, розподілу інтенсивності по диску, геометричного альбедо та ефективної оптичної глибини формування інтенсивності відбитого світла і її складових для напівнескінченних газово-аерозольних шарів у широкому діапазоні значень їх оптичних характеристик;

2) приймав участь у наповненні, обговоренні та написанні статей з аналізу спостережних даних й визначенні відповідних параметрів досліджуваних планетних атмосфер.

У виконаній у співавторстві роботі [5] автор виконав перевірку приведених у цій роботі аналітичних виразів для величин, що входять до формули, яка визначає величину ефективної глибини формування лінії поглинання для випадку однорідної напівнескінченної атмосфери з анізотропними розсіювальними властивостями, та розрахував:

1) значення величин, які є складовими виразу для визначення величини ефективної оптичної глибини формування лінії поглинання, а також і самі значення цієї величини для випадку середовища з найпростішою несферичною індикатрисою розсіяння, при різних значеннях параметра витягнутості цієї індикатриси й набору значень альбедо одноразового розсіяння;

2) значення величини ефективної оптичної глибини формування лінії поглинання для середовища з анізотропними властивостями розсіяння, які описуються однопараметричною індикатрисою Хеньї-Грінстейна.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідалися й обговорювалися на таких конференціях, колоквіумах і семінарах як:

· міжнародна конференція: «European SL-9/Jup Workshop» (Мюнхен, Німеччина, 1995 р.);

· міжнародний колоквіум IAU Colloquium 156: «The Collision of Comet Shoemaker-Levy 9 and Jupiter» (Балтімор, Маріленд, США, 1995 р.);

· семінарах відділу фізики тіл Сонячної системи Головної астрономічної обсерваторії НАН України.

Публікації. За матеріалами дисертації протягом 1995-2010 років опубліковано 5 статей у рецензованих наукових виданнях [1-5].

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, 4 розділів, 22 рисунків і 2 таблиць у основному тексті й 1 таблиці у додатку, висновків, 1 додатку і списку використаної літератури, що містить 123 найменувань. Загальний обсяг дисертації складає 112 сторінок.

Основний зміст роботи

У вступі дано загальну характеристику роботи, обґрунтовано актуальність теми досліджень, показано зв'язок роботи з планами наукових тем, сформульовано мету й основні задачі дослідження, вказано методи їх вирішення, розкрито наукову новизну положень, винесених на захист і практичну цінність отриманих результатів.

Розділ 1. Властивості атмосфер планет-гігантів та методи їх визначення. Перший розділ присвячено огляду літератури за темою дисертації. У розділі наведено загальні характеристики планет-гігантів, результати досліджень хімічного складу їх атмосфер, розглянуто основні оптичні характеристики газово-аерозольних шарів і методи їх визначення. Приведено дані щодо відсоткового вмісту газів, типу й розподілу аерозольних частинок хмарових шарів і вертикальних структур атмосфер планет-гігантів, отримані завдяки дистанційним дослідженням та при безпосередньому зондуванні атмосфери Юпітера. Вказано основні оптичні характеристики газово-аерозольного середовища: оптична товщина , індикатриса розсіяння, альбедо одноразового розсіяння у частоті лінії поглинання світла та у неперервному спектрі , відмічено вплив величини відносного вмісту газу на властивості розсіювання середовища та спектральну залежність цієї величини. Описано властивості газової та аерозольної складових атмосфери. Для газової складової розглянуто залежність від висоти в атмосфері величини , яка визначається властивостями наступних параметрів: - об'ємної концентрації поглинаючого газу, - об'ємного коефіцієнта розсіяння газової суміші, - монохроматичного коефіцієнта поглинання на одну молекулу в молекулярній смузі на частоті , - вміст газу у вертикальному стовпі висотою . Для аерозольної складової висотні профілі величин залежать від довжини хвилі, зміни у часі фізичних характеристик (температури, парціального тиску тощо), а також від впливу зовнішніх джерел появи в атмосфері аерозольних частинок (з поверхонь планет та з відкритого космосу). Розглянуто методи визначення характеристик газово-аерозольних шарів на основі даних дистанційних спостережень інтенсивності світла, що дифузно відбивається атмосферами планет. Приведено особливості досліджень вказаних шарів методами «центр-край», на основі ефектів рекомбінаційного розсіяння світла та підбору параметрів.

Розділ 2. Дослідження вертикальної структури атмосфери. Розділ присвячено методам визначення характеристик вертикальної структури напівнескінченних хмарових планетних атмосфер. Відмічено переваги спектроскопічних методів, як найбільш напрацьованих й ефективних серед існуючих дистанційних методів визначення хімічного складу й вертикальної структури атмосфер планет-гігантів. Розглянуто базові моделі вертикальної структури атмосфер великої оптичної товщини, які наближено описують властивості атмосфер планет-гігантів і дають задовільне узгодження їх обчислюваних характеристик з експериментальними даними, а саме моделі: «відбивний шар», «напівнескінченний газовий чи газово-аерозольний шар», «вертикально неоднорідна атмосфера». Для кожної з цих моделей приведено відповідні аналітичні вирази для кутової залежності залишкової інтенсивності чи глибини лінії поглинання, а також вирази для визначення кількості поглинаючого газу у надхмаровому шарі та його відносної об'ємної концентрації , а також величин і . Розглянуто методи «центр-край» та «підбору характеристик». Відзначено основні переваги методів досліджень планетних атмосфер за допомогою космічних апаратів: зондуванням атмосфер безпосередньо вивчати їх хімічний склад й фізичні властивості, вертикальну структуру їх газово-аерозольних шарів та встановлювати типи модальних розподілів частинок за розмірами в цих шарах; у широкому діапазоні фазових кутів вимірювати характеристики дифузно відбитого атмосферами світла; проводити експерименти з радіозатемнень та інші. Висвітлено послідовність і результати досліджень атмосфер Венери та Юпітера з використанням КА.

Окремим підрозділом розглянуто метод О.В. Мороженка [11] визначення ступеня відхилення вертикальної структури напівнескінченної хмарової атмосфери від умови однорідності. Виділено основні переваги цього методу: незалежність аналізу параметрів досліджуваної атмосфери від суб'єктивного вибору моделі її вертикальної структури та виключення впливу можливих горизонтальних неоднорідностей на результати досліджень. Фізична основа методу О.В. Мороженка полягає у формуванні газовими складовими атмосфери ліній поглинання випромінювання різної потужності на різних ефективних оптичних глибинах. Тому, вивчаючи спектральний хід остаточної інтенсивності або глибини ліній поглинання газів, отриманих для інтегрального диска чи лише для однієї точки планети, можна робити припущення про вертикальну структуру її атмосфери. Приведено основні співвідношення для проведення обчислень за цим методом.

Для визначення характеристик вертикальної структури атмосфери за методом О.В. Мороженка ключовим є питання обчислення величини - ефективної оптичної товщини хмарового шару атмосфери, відповідального за формування інтенсивності дифузно відбитого світла. Тому розглянуто методи розрахунку значень величини . За методом, запропонованим Дж. Чемберленом [18] для ізотропно розсіювальної напівнескінченної однорідної атмосфери, освітленої паралельними променями, ефективною оптичною глибиною шару формування розподілу інтенсивності відбитого випромінювання є такий рівень в атмосфері, при проникненні глибше якого світлові фотони з високою імовірністю поглинаються, а тому майже не впливають на розподіл інтенсивності світла, дифузно відбитого такою атмосферою. Е.Г.Яновицький, узагальнивши в роботі [8] метод Дж. Чемберлена визначення для довільних розсіювальних властивостей однорідної хмарової атмосфери великої оптичної товщини, запропонував вираз:

,(1)

де - усереднений по азимуту коефіцієнт дифузного відбивання напівнескінченної атмосфери, - кут розсіяння і - кут падіння випромінювання, - перший коефіцієнт розкладу індикатриси розсіяння за поліномами Лежандра.

Іншим підходом є запропоноване також Е.Г. Яновицьким у роботі [17] визначення ефективної оптичної товщини поверхневого шару планетної атмосфери великої оптичної товщини, в якому в основному формується спостережний спектр планети. Цей підхід дає змогу кількісно точніше, ніж за методом Дж. Чемберлена, визначати величину , але для цього потрібна достовірна інформація про реальну, чи хоча б відносну похибку даних вимірювань залишкової інтенсивності для кожної частотної крапки контуру смуги поглинання газу, що на практиці поки що не реалізовано. Особливо ця вимога є актуальною для сильних смуг поглинання атмосферних газів, для яких перепад залишкової інтенсивності у межах навіть однієї смуги може сягати одного-двох порядків.

Для обчислення значення за виразом (1) необхідно спочатку розрахувати значення повного коефіцієнта відбивання атмосфери при відповідному наборі оптичних характеристик та з урахуванням багаторазового розсіяння. Деякі з методів розрахунку цієї величини приведено в [13, 14]. Детально розглянуто висвітлений у роботах [15, 19] метод прискорення чисельного розв'язання рівняння Амбарцумяна для азимутальних гармонік повного коефіцієнта відбивання:

,(2)

де азимутальні гармоніки індикатриси розсіяння обчислюються за виразом: , де , - приєднані функції Лежандра, - кількість гармонік, що забезпечує необхідну точність обчислень. Для моделювання розсіювальних властивостей атмосфери використовується однопараметрична індикатриса розсіяння Хеньї-Грінстейна:

,(3)

де - параметр цієї індикатриси (0 1). Метод [19] прискорює збіжність розв'язку рівняння (2), що суттєво зменшує число ітерацій при його чисельному розв'язанні. Для цього алгоритм обчислень будується так, щоб кожне чергове наближення розв'язку рівняння (2) задовольняло ще й інтегральному співвідношенню: , де - кутовий розподіл інтенсивності випромінювання усередині однорідного напівнескінченного середовища. За розрахованими значеннями азимутальних гармонік повний коефіцієнт відбивання може бути обчислений за виразом: , де - кут азимуту. В результаті отримуються дані, достатні для чисельного розрахунку значень величин, що характеризують випромінювання, дифузно відбите однорідною атмосферою великої оптичної товщини.

У розділі 3. Розрахунок оптичних характеристик газово-аерозольного середовища викладено ключові положення алгоритму визначення характеристик і наведено основні математичні вирази для обчислення ефективної оптичної глибини шару, відповідального за формування спектрального розподілу інтенсивності випромінювання, дифузно відбитого напівнескінченною хмаровою атмосферою, а також похідних від неї величин. Вказано загальну структуру розробленого комплексу комп'ютерних програм та принципи її побудови й перераховано основні особливості. Приведено результати чисельного розрахунку й аналізу залежностей ефективної оптичної глибини формування лінії поглинання газу метану для деяких випадків вертикально однорідної та неоднорідної атмосфери великої оптичної товщини.

У підрозділі 3.1 розглянуто задачу визначення у напівнескінченній вертикально неоднорідній анізотропній атмосфері. Для такої атмосфери в роботі [5] отримано узагальнену аналітичну формулу визначення :

,(4)

де позначено:

,

,

де функція джерела

.

Показано, що для випадку вертикально однорідної атмосфери великої оптичної товщини обчислення величини може бути зведено до розв'язання задачі про дифузне відбиття світла напівнескінченним середовищем. Одержано аналітичні вирази, які дозволяють розрахувати величину через значення азимутальних гармонік коефіцієнта відбивання напівнескінченної однорідної хмарової атмосфери. Для випадку вертикально неоднорідної атмосфери при ізотропному розсіянні отримано аналітичний вираз:

, (5)

який було використано для обчислень значень величини неоднорідної атмосфери при заданій залежності від висоти в атмосфері .

У підрозділі 3.2 приведено загальні характеристики й особливості розробленого комплексу комп'ютерних програм. При розробці алгоритму обчислень за основу взято приведені у розділі 2 методи, вирази й співвідношення для обчислення значень й розрахунків на їх основі значень та інших величин, що характеризують інтенсивність випромінювання, дифузно відбитого однорідним середовищем великої оптичної товщини з анізотропними розсіювальними властивостями. Особливостями розробленого комплексу є: модульна структура, що дозволяє комбінувати елементи-модулі для виконання незалежних обчислень окремих задач; використання «наскрізних» загальних даних; можливість запису проміжних результатів обчислень у службові файли для їх використання у інших обчисленнях; зручність вводу вхідних даних та отримання результатів розрахунків; контроль точності розрахованих величин на проміжних етапах обчислень; оперативне інформування оператора про стан роботи комплексу, виконані етапи обчислень, кількість виконаних ітерацій для кожної гармоніки, виведення на екран монітору обчислених значень ключових величин та інші.

Підрозділ 3.3 містить аналіз результатів розрахунків величини ефективної оптичної глибини для ряду випадків розсіювальних та поглинальних властивостей напівнескінченних хмарових атмосфер і висновки за розділом 3. Результати виконаних в роботі [5] розрахунків для випадку однорідної напівнескінченної атмосфери з індикатрисою розсіяння Хеньї-Грінстейна (3) показано на рис. 1. Для графічного представлення використана величина :

.(6)

Розглянуто залежності величини для випадків (рис. 1 а) та (рис. 1 б). Для практичної оцінки значення величини отримано спрощений вираз:

,(7)

де - альбедо одноразового розсіяння, - показник дифузії атмосфери з ізотропним розсіянням, - показник дифузії атмосфери з анізотропним розсіянням, а величина визначається значеннями величин та . Обчислені за виразом (7) величини нанесено на рис. 1 у вигляді хрестиків. З рис. 1 видно, що вираз (7) дає прийнятні результати обчислень , особливо для не дуже сильно поглинаючих атмосфер (). З вигляду приведених на рис. 1 залежностей слідує, що при помітному істинному поглинанні величинанабагато сильніше залежить від кута ніж від кута .

Рис. 1. Значення величини , розраховані за виразами (6) (суцільні лінії) й (7) (хрестики) для індикатриси розсіяння Хеньї-Грінстейна при .

За виразом (5) розраховано залежності величини від умов освітлення ₀ для середовища, альбедо одноразового розсіяння якого змінюється з оптичною глибиною за виразом: , де - параметр (. Як видно з рис. 2, залежності величини при кожному фіксованому значенні параметра мають по два локальних максимуми: при та при . Перший з них обумовлений тим, що при нормальному падінні фотони глибше всього можуть проникати в атмосферу. Другий максимум пов'язаний з тим, що при близьких до нуля значеннях в основному «працюють» лише поверхневі шари атмосфери, в яких, згідно з виразом для , розсіяння є майже консервативним ().

Результатами розділу 3 є розробка алгоритму розрахунків й створення комп'ютерного програмного комплексу для чисельних розрахунків значень величин, які характеризують розподіл інтенсивності світла, дифузно відбитого напівнескінченним однорідним газово-аерозольним середовищем з довільними оптичними властивостями.

Рис. 2. Значення величини для вертикально неоднорідної атмосфери, у якої .

Обчислення виявили суттєву залежність величини ефективної оптичної глибини шару, відповідального за формування розподілу інтенсивності дифузно відбитого світла, від поглинальних і розсіювальних властивостей середовища. Визначено, що величина , обчислена за методом Дж. Чемберлена, має велику дисперсію, тому кількісні оцінки величин, похідних від , можуть мати суттєво неточні значення. У той же час, обчислення відносних змін таких величин можуть дати цілком вірогідну картину реальних властивостей досліджуваних середовищ.

Розділ 4. Визначення закономірностей зміни аерозольної складової атмосфери присвячено дослідженню даних спостережень місця падіння К-уламка комети Шумейкера-Леві 9 в атмосферу Юпітера (пляма К) та оточуючої його незбуреної поверхні (фону), а також даних спектрофотометричних вимірювань інтегральних дисків планет-гігантів.

Підрозділ 4.1 містить результати виконаного в роботі [3] аналізу спостережних даних [21] про спектральні значення відбивної здатності Юпітера у плямі К в смугах поглинання метану 619, 727, 888 нм та для довколишньої незбуреної падінням поверхні (фону) у діапазоні довжин хвиль 460-1025 нм. Для визначення розсіювальної й поглинальної складових ефективної оптичної глибини шару, відповідального за формування розподілу інтенсивності світла, дифузно відбитого хмаровою планетною атмосферою великої оптичної товщини, використовуються вирази [12]:

,

,(8)

, (9)

.(10)

При слабкому поглинанні у неперервному спектрі дійсним є вираз:

,(11)

де й - усереднені по всьому оптичному шляху відповідно об'ємна концентрація газу й об'ємний коефіцієнт розсіяння середовища.

Для дослідження вертикальної структури верхнього хмарового шару атмосфери Юпітера використано метод О.В. Мороженка аналізу графічних залежностей чи від , які розраховуються за спостережними даними про спектральні значення відбивної здатності Юпітера у контурах смуг поглинання атмосферного метану. Величина визначалася з урахуванням залежності від величин та . Величина обчислювалася за виразом (11), а величина - за виразом (10). Значення та знаходилися відповідно за виразами (8) і (9). Для розрахунку величини використано вираз (1), а для моделювання розсіювальних властивостей середовища - трипараметричну індикатрису розсіяння Хеньї-Грінстейна:

,(12)

коефіцієнти розкладу якої в ряд за поліномами Лежандра обчислюються за виразом:

.

Значення параметрів a, та індикатриси (12) було підібрано такими, щоб забезпечити її форму найбільш відповідною до характеристик, отриманих при поляриметричних вимірюваннях властивостей верхніх шарів атмосфер планет-гігантів, у тому числі узгодження величин прямого та зворотного піків розсіяння.

З метою вивчення властивостей величини виконано модельні обчислення значень величин геометричного альбедо , добутку розподілу яскравості по диску на кут падіння та величини в залежності від оптичних параметрів однорідного напівнескінченного хмарового середовища. Результати обчислень у широкому діапазоні розсіювальних та поглинальних властивостей розглядуваного середовища приведено у додатку А. Розраховані значення величини використано для визначення вертикальної структури хмарових шарів атмосфер планет-гігантів, а на використанні обчислених значень грунтується аналіз інтенсивності деталей комбінаційного розсіяння світла з метою визначення значень відношення поглинальної (газу) й розсіювальної (аерозолю) складових оптичної товщини атмосфери Урана [1].

Наступним у розділі 4 проаналізовано залежність від зміни форми індикатриси розсіяння окремо для її розсіювальної та поглинаючої складових. Використані при обчисленнях значення параметра індикатриси (3) забезпечували перекриття усього діапазону властивостей індикатрис розсіяння атмосфер планет-гігантів. Значення величин та обчислювалися за виразами (7) і (8). Результати розрахунків приведено на рис. 3 і рис. 4. Виявлено, що величина суттєво залежить від витягнутості індикатриси розсіяння (рис. 3), а саме, її величина зростає зі збільшенням значення , тоді як (рис. 4) майже не залежить від . Отримані залежності демонструють неоднозначність визначення чи її складових за повної відсутності попередніх даних щодо реальних оптичних параметрів середовища.

Рис. 3. Залежність від для набору значень (= 1)

Виконано аналіз залежностей і при зміні відносного вмісту газу в середовищі для випадку незмінного значення аерозольної складової, коли результуюче значення першого коефіцієнта розкладу індикатриси розсіяння газово-аерозольного шару обчислюється за виразом: . Виявлено чіткий розподіл залежностей при кроковій зміні значень величини і майже відсутня залежність від , тобто має місце ситуація, подібна до зміни властивостей аерозольної складової .

Згідно роботи [9] для частинок верхнього аерозольного шару Юпітера , тому розрахунки було проведено для індикатриси (12) з підібраними параметрами , які дають вказане значення величини . Обчислення значень виконано для інтервалу значень , що перекривав увесь діапазон вимірювань відбивної здатності Юпітера у плямі К та фону.

ln

Рис. 4. Залежність від для набору значень (= 1).

Порівнянням з модельними розрахунками спостережних даних [21] про спектральні відбивні здатності у контурах смуг поглинання метану для плями К і фону в кожній спостережній частотній крапці контурів 888, 727 і 619 нм визначено значення величин , , і а за останніми й . Спектральні значення монохроматичних коефіцієнтів поглинання метану на одну молекулу взято з роботи [20]. Отримані значення і у кожній смузі поглинання для близьких значень усереднювалися. Результуючі залежності показані на рис. 5 і рис. 6. Величина атмосферного тиску р₀ розрахована з використанням даних [10], згідно якої тиску 376 мбар відповідає кількість метану 27 м-амагат (= 3.61). На рис. 5 стрілками вказані положення рівнів формування центрів смуг поглинання 619 (праворуч) і 727 нм (ліворуч) для плями К (знизу) і фону (зверху).

Як видно з рис. 6, для плями К і для фону при зменшенні тиску спочатку спостерігається зменшення величини , яка досягає мінімуму при критичному значенні тиску . Величина трохи не співпадає для плями К і фону. При подальшому зменшенні тиску йде стрімке зростання величини . Такий вигляд залежності можна пояснити тим, що на рівні з атмосферним тиском знаходиться хмаровий шар з найбільшою об'ємною концентрацією аерозолю, тобто виявлено неоднорідність вертикальної структури хмарового шару атмосфери Юпітера.

Цей ефект також виявився у різкому зменшенні розсіювальної складової

Рис. 5. Залежність від для плями К (крапки) й фону (кружки) для смуги 619 нм. На вставці - ці ж залежності плями К для окремих смуг 888 (кружки) і 727 нм (крапки).



Рис. 6. Залежність від кількості метану (K - пляма К, f - фон).

оптичної глибини при незначному зменшенні кількості поглинаючого газу, що видно на рис. 5. Такий характер залежностей і від виявлено також і для смуг поглинання 888 і 727 нм, однак рівні максимальної концентрації хмарових частинок відповідали іншим значенням (вставка на рис. 5). Аналіз графічних залежностей розсіювальної і поглинальної складових для трьох розглядуваних смуг поглинання виявив, що така різниця рівнів виникла через помилки при вимірюваннях спектрального ходу відбивної здатності деталей атмосфери планети на різних довжинах хвиль. Тому було проведено відповідну корекцію значень , і .

На основі оброблених даних визначено параметри ділянки атмосфери Юпітера до та після зіткнення з К-уламком комети Шумейкера-Леві 9.

Хмарові шари фону й плями К, які сформували досліджувані смуги поглинання метану, складаються з частинок аерозолю великого розміру. Для випадку аміачної природи розсіювальних частинок їх ефективний радіус становить 1.3 мкм, що при нормально-логарифмічному законі розподілу частинок за розмірами відповідає середньому геометричному розміру частинки 0.86 мкм при дисперсії 0.30. Порівняння цього значення радіуса частинок з результатами поляриметричних досліджень [22] атмосфери Юпітера у місцях падіння уламків комети Шумейкера-Леві 9 дозволило припустити наявність висотної стратифікації за розмірами викинутих з основного хмарового шару частинок й появу у верхніх шарах атмосфери аерозолю кометної природи.

Найбільша щільність хмарового шару для незбуреної атмосфери припадає на рівень з тиском 1.2 бар, при збільшенні чи зменшенні тиску величина об'ємного коефіцієнта розсіяння зменшується (рис. 6). Особливо сильне зменшення спостерігається для верхніх шарів атмосфери з р < р₀.

Об'ємні коефіцієнти розсіяння обчислено за виразом: , де - величина зміни розсіювальної складової оптичної глибини. Для зміни кількості метану ln NL взято інтервали по 0.1. У припущенні, що кількість метану з висотою зменшується за барометричним законом, різниця кількості газу на двох рівнях має вигляд: , де шкала висот газу = 22 км, відповідає температурі 140 К. Результати обчислень величин й приведено на рис. 7. Стрілками показані положення верхніх меж хмарових шарів для Екваторіальної зони (ліворуч) й Північної і Південної Екваторіальних смуг.

При падінні К-уламка хмаровий шар атмосфери Юпітера зазнав руйнувань, а викинутий вибухом аерозоль збільшив щільність його верхньої частини. Найбільших руйнувань, див. рис. 7, зазнала атмосфера від положення рівня з максимальною концентрацією частинок (- 2.56) і глибше. У цих шарах атмосфери величина зменшилася майже удвічі, тоді як для більш високих шарів вона збільшилася.

Центр смуги поглинання метану 888 нм формувався в атмосфері на рівні, що відповідає кількості метану NL = 36 м-амагат для фону і NL = 31 м-амагат для плями К, тобто на рівнях з тиском 500 і 430 мбар відповідно. Звідси випливає, що рівень формування центру цієї смуги поглинання у плямі К знаходиться на вище, ніж у незбуреній атмосфері. У той же час центри двох інших смуг поглинання у плямі К формуються у більш глибоких шарах атмосфери, ніж у фоні: на 0.09 для смуги 727 нм і 0.14 H_g ( 619 нм). Розсіювальна складова оптичної глибини на рівнях формування центра смуги поглинання 888 нм складає 0.32 для фону й 0.43 для плями К. У двох інших смуг поглинання, які формуються у значно глибших шарах атмосфери, спостерігається протилежна картина. Зокрема, для смуги 727 нм 3.9, а для 619 нм 16.911.6. Тобто падіння К-уламка спричинило викид частинок аерозолю у вищі шари, тим самим зменшивши їх кількість в глибоких шарах атмосфери.

У хмаровому шарі Юпітера повинна мати місце стратифікація аерозолю за розмірами з висотою. На рівні з тиском 376 мбар, який відповідає положенню верхньої межі хмарового шару Екваторіальної зони, значення ефективного радіуса аерозольних частинок зменшується приблизно до 0.45 мкм, або середнього геометричного радіуса частинок - до 0.33 мкм.

Рис. 7. Зміна з глибиною величин (хрестики) й для плями К (кружечки) і фону (крапки).

Викинутий з нижнього хмарового шару аерозоль не може досягти шарів атмосфери з тиском менше 50 мбар, якщо величина коефіцієнта турбулентної дифузії не змінюється з висотою. Тому стратосферному аерозолю, який реєструвався [22] у атмосфері Юпітера до висот з тиском у декілька мбар, з високою ймовірністю можна приписати походження з комети Шумейкера-Леві 9.

У підрозділі 4.2 досліджено дані вимірювань спектрофотометричних характеристик випромінювання, дифузно відбитого інтегральними дисками Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна в діапазоні довжин хвиль 444-988 нм з метою визначення залежності зміни аерозольної складової оптичної глибини та відповідно об'ємного коефіцієнта розсіяння аерозолю з висотою в атмосферах планет-гігантів, а також для уточнення відносної концентрації метану в атмосферах Урана й Нептуна. Дослідження [2] виконано з використанням метода О.В.Мороженка й результатів модельних обчислень значень геометричного альбедо, ефективної оптичної глибини та похідних від неї величин. Основні припущення: 1) атмосфери планет є вертикально й горизонтально оптично однорідними газово-аерозольними шарами напівнескінченної оптичної товщини; 2) хмарові частинки є сферами з нормально-логарифмічним законом їх розподілу за розмірами, а фізичні властивості середовища й значення коефіцієнтів розсіяння та першого коефіцієнта розкладу індикатриси розсіяння за поліномами Лежандра не змінюються з глибиною в атмосфері; 3) для Юпітера дійсна частина показника заломлення хмарових частинок = 1.36 не залежить від довжини хвилі, середнє геометричне значення розміру частинок = 0.19 мкм, дисперсія розмірів частинок = 0.28, для Сатурна = 1.42, = 1 мкм і = 0.10 [16], для Урана і Нептуна = 1.33, = 0.57 мкм і = 0.10; 4) модельні величини і розраховувалися для індикатриси розсіяння (12) при значеннях параметрів = - 0.25 і = 0.85, а = 0.907 ( = 2.2431, Юпітер і Сатурн); = 0.25, а = 0.5 ( = 0, Уран і Нептун); 5) в атмосферах усіх розглянутих планет відносні концентрації водню і гелію дорівнюють 0.85 і 0.15 відповідно; 6) коефіцієнти для центрів усіх досліджуваних смуг поглинання однаково реагують на зміну температури, а спектральні значення при температурі приведені в роботі [20].

Для спектрів планет-гігантів у видимому діапазоні довжин хвиль практично всюди існує поглинання світла метаном, через що неможливо точно врахувати поглинання у неперервному спектрі. Тому для кожної з планет визначено спектральні залежності значень відношення від . В результаті отримано аналітичні вирази, які враховують характер зміни аерозольної складової оптичної товщини з глибиною для атмосфери кожної з планет-гігантів та відповідні значення величини .

На рис. 8 приведено розраховані залежності від атмосферного тиску для Юпітера (1), Сатурна (2), Урана (3) й Нептуна (4).

Рис. 8. Зміна об'ємного коефіцієнта розсіяння аерозолю з глибиною в атмосферах Юпітера (1), Сатурна (2), Урана (3) і Нептуна (4).

Для якісної оцінки отриманих результатів на рис. 9 наведено зміни величини з глибиною в межах тисків 0.4-4.5 бар, отримані за даними нефелометричних вимірювань, виконаних в Екваторіальній зоні Юпітера зондом КА «Галілео» (суцільні лінії - максимальне й мінімальне значення, отримані для вимірювань при п'яти значеннях фазового кута, шкала ординат ліворуч).

Там же показана розрахована залежність від глибини в атмосфері (пунктир - частина графіку рис. 8 (1), шкала ординат праворуч) для цього ж інтервалу тисків. Точність визначення положення рівня в атмосфері Юпітера, на якому відбуваються стрибкоподібні зміни оптичних властивостей її хмарового шару можна вважати задовільною.

Рис. 9. Порівняння даних про зміни з глибиною в атмосфері Юпітера, отриманих КА «Галілео» (суцільні лінії, шкала ординат ліворуч), та в даній роботі (штрихи, шкала ординат праворуч).

атмосфера планета гігант оптичний

Отримані за методом О.В.Мороженка оцінки тиску на глибині ефективного формування дифузно відбитого випромінювання дали наступні найбільш імовірні залежності відносної концентрації метану від глибини в атмосфері:

- для Урана:

,,

,;

- для Нептуна:

,,

,.

За результатами розділу 4 зроблено висновок, що метод, який базується на аналізі даних спектрофотометричних досліджень атмосфер планет-гігантів і значень величин , обчислених для моделі оптично товстого газово-аерозольного шару, дозволяє отримувати дані про відносну вертикальну структуру і відносну концентрацію метану у вказаних атмосферах, тобто ту інформацію, яку при традиційному аналізі дистанційних спостережних даних, в принципі, отримати неможливо.

Висновки

В дисертаційній роботі проведено дослідження методів визначення спектрофотометричних характеристик світла, дифузно відбитого напівнескінченними планетними атмосферами. Розроблено програмний комплекс для обчислення характеристик світла, дифузно відбитого однорідним напівнескінченним газово-аерозольним шаром у широкому діапазоні значень його оптичних параметрів. Проведено чисельні розрахунки й виконано аналіз експериментальних даних для атмосфери Юпітера в місці падіння К-уламка комети Шумейкера-Леві 9, а також для інтегральних дисків Юпітера, Сатурна, Урана й Нептуна.

Основними результатами дисертаційної роботи є наступні:

1. Виявлено, що оцінювані значення розсіюючої складової ефективної оптичної глибини формування лінії поглинання атмосферного газу сильно залежать як від зміни форми індикатриси розсіяння аерозольних частинок, так і від їх концентрації в атмосфері, тоді як величина поглинальної складової є менш чутливою до вказаних змін.

2. Аналіз спостережних даних місця падіння К-уламка комети Шумейкера-Леві 9 та незбуреної цим падінням навколишньої поверхні атмосфери Юпітера показав:

-наявність хмарового шару з найбільшою об'ємною концентрацією аерозолю на рівні з тиском р > 1 бар та висотну стратифікацію аерозольних частинок;

-падіння К-уламка спричинило руйнування глибокого хмарового шару атмосфери, що виразилося у приблизно двократному зменшенні для значень тиску р > 1 бар, при цьому частина аерозолю була піднята у більш високі шари атмосфери, внаслідок чого помітно збільшилася величина для р < 1 бар;

-коефіцієнт турбулентної дифузії у області падіння фрагмента збільшився приблизно у два рази порівняно з фоном і досяг величини ;

-можливість припущення про кометну природу стратосферного аерозолю, зареєстрованого для висот з тиском у декілька мбар.

3.Аналіз спостережних даних про спектральні значення геометричного альбедо інтегральних дисків планет-гігантів у діапазоні хвиль 443-887 нм дозволив вперше:

- визначити закономірності зміни ефективної оптичної товщини та об'ємного коефіцієнта розсіяння з глибиною в атмосферах Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна;

- уточнити залежність відносної концентрації метану від глибини в атмосферах Урана й Нептуна.

4. Cтворено комп'ютерний програмний комплекс для розрахунку характеристик випромінювання, дифузно відбитого напівнескінченним газово-аерозольним шаром в широкому діапазоні значень його оптичних параметрів та розсіювальних властивостей.

Основні результати опубліковані в роботах

Реферовані видання

1. Костогрыз Н. М. Линия комбинационного рассеяния в атмосферах планет-гигантов и оптические свойства последних / Н. М. Костогрыз, А. С. Овсак, А. В. Мороженко // Кинематика и физика небесн. тел. Приложение. - 2010. - № 6. - С. 380-385.

2. Мороженко А. В. Зависимости аэрозольной составляющей оптической толщины и относительной концентрации метана от глубины в атмосферах планет-гигантов / А. В. Мороженко, А. С. Овсак // Кинематика и физика небесных тел. - 2009. - Т.25, № 4. - C. 243-258.

3. Мороженко А. В. Вертикальная структура облачного слоя Юпитера до и после столкновения с кометой Шумейкера-Леви 9 / А. В. Мороженко, А. С. Овсак, П. П. Корсун // Кинематика и физика небесных тел. - 1995. - Т.11, № 4. - С. 3-20.

4. Овсак А. С. Расчет эффективной оптической глубины формирования линии поглощения в однородной полубесконечной планетной атмосфере при анизотропном рассеянии / А. С. Овсак // Кинематика и физика небесных тел. - 2010. - Т. 26, № 1. - C. 79-82.

5. Яновицкий Э. Г. Эффективная оптическая глубина формирования линии поглощения в полубесконечной планетной атмосфере / Э. Г. Яновицкий, А. С. Овсак // Кинематика и физика небесн. тел. - 1997. - Т. 13, № 4. - С. 3-21.

Матеріали й тези конференцій

6. Morozhenko A. V. The Vertical Structure of Jupiter's Cloud Layer Before and After the Impact of Comet Shoemaker-Levy 9 / A. V. Morozhenko, A. S. Ovsak, P. P. Korsun // European SL-9 / Jupiter Workshop program and Abstracts. Munich. - 1995. - P.267.

7. Morozhenko A. V. The Vertical Structure of Jupiter's Cloud Layer Before and After the Impact by Comet Shoemaker-Levy 9 / A. V. Morozhenko, A. S. Ovsak, P. P. Korsun // Abstracts for IAU Colloquium 156 : The Collision of Comet Shoemaker-Levy 9 and Jupiter.- Dotfill 81, Maryland. - 1995. - IAU Colloquium 156 Poster Abstracts: http://www.stsci.edu/institute/conference/jupiter-impact/poster_abstracts.html.

Список цитованої літератури

8. Аврамчук В. В. Результаты исследований Юпитера, выполненные в Главной астрономической обсерватории АН УССР / В. В. Аврамчук, Л. А. Бугаенко, А. В. Мороженко, Э. Г. Яновицкий // Астрометрия и астрофизика. - 1977. - Вып. 31. - С. 54-68.

9. Длугач Ж. М. Разложение индикатрисы рассеяния в ряд по полиномам Лежандра / Ж. М. Длугач // Кинематика и физика небесн. тел. - 1985. - Т.1, № 6. - С. 16-23.

10. Мороженко А. В. Зоны и полосы Юпитера. I. Надоблачный слой / А. В. Мороженко // Астрон. вестн. - 1990. - Т. 24, № 3. - С. 211-220.

11. Мороженко А. В. О структуре облачного слоя Юпитера / А. В. Мороженко // Письма в Астрон. журн. - 1984. - Т. 10, № 10. - С. 775-779.

12. Мороженко О. В. Методи і результати дистанційного зондування планетних атмосфер / Мороженко О. В. - К. : Наукова думка, 2004. - 647 с.

13. Соболев В. В. Рассеяние света в атмосферах планет / Соболев В.В. - М. : Наука, 1972. - 335 с.

14. Соболев В. В. Перенос лучистой энергии в атмосферах звезд и планет / В. В. Соболев. - М. : ГИТТЛ, 1956. - 391 с.

15. Яновицкий Э. Г. Рассеяние света в неоднородных атмосферах / Э. Г. Яновицкий - К. : Киев, 1995. - 400 с.

16. Яновицкий Э. Г. Таблицы по рассеянию света полидисперсной системой сферических частиц / Э. Г. Яновицкий, З. О. Думанский. - Киев : Наук. думка. - 1972. - 123 с.

17. Яновицкий Э. Г. Эффективная оптическая толщина слоя атмосферы, в котором формируется наблюдаемый спектр планеты. Концепция и элементарные оценки / Э. Г. Яновицкий // Кинематика и физика небесн. тел. - 1997. - Т.13, № 6. - С. 18-25.

18. Chamberline J. W. The atmosphere of Venus near her cloud tops / J. W. Chamberline // Astrophys. J. - 1965. - Т. 141, № 3. - P.1184-1205.

19. Dlugach J. M. The optical properties of Venus and the Jovian planets. II. Methods and results of calculations of the intensity of radiation diffusely reflected from semi-infinite homogeneous atmosphere / J. M. Dlugach, E. G. Yanovitskij // Icarus. - 1974. - Vol. 22, № 1. - P. 66-81.

20. Giver L. P. Intensity measurements of the CH4 bands in the region of 4350 to 10600 Е / L. P. Giver // J. Quant. Spectrosc. And Radiat. Transfer. - 1978. - Vol. 19, № 2. - P. 311-322.

21. Korsun P. P. Shoemaker-Levy 9 Impact with Jupiter: Spectral Peculiarities of the Impact Sites H, K, L, N and D+G+S+R Group / P. P. Korsun, Yu. V. Sizonenko, S. G. Sergeev, S. V. Berdyugina // Earth, Moon and Planets. - 1995. - Vol. 69, No. 1. - P. 87 - 93.

22. Moreno F. Physical Properties of the Aerosol Debris Generated by the Impact of Fragment H of Comet P/Shoemaker-Levi 9 on Jupiter / F. Moreno, O. Munoz, A. Molina, et al. // Geophys. Res. Lett. -1995. - Vol. 22, Iss. 12. - P. 1609-1612.

Анотація

Овсак О.С. Визначення параметрів вертикальної структури аерозольної складової атмосфер планет-гігантів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.03.03 - Геліофізика і фізика Сонячної системи. - Головна астрономічна обсерваторія НАН України, Київ, 2011.

Проведено дослідження методів визначення спектрофотометричних характеристик світла, дифузно відбитого напівнескінченними планетними атмосферами. Розроблено комплекс комп'ютерних програм для обчислення характеристик світла, дифузно відбитого однорідним напівнескінченним газово-аерозольним шаром у широкому діапазоні значень його оптичних параметрів. Вивчено спектральні властивості світла, дифузно відбитого оптично товстими хмаровими атмосферами. Виявлено суттєву залежність обчислених значень величини ефективної оптичної глибини шару, відповідального за формування розподілу інтенсивності дифузно відбитого випромінювання, від зміни форми індикатриси розсіяння аерозольних частинок та їх концентрації в цьому шарі. Проведено чисельні обчислення й виконано аналіз експериментальних даних, отриманих для місця падіння К-уламка комети Шумейкера-Леві 9 та незбуреної цим падінням атмосфери Юпітера, а також для інтегральних дисків Юпітера, Сатурна, Урана й Нептуна. Використаний метод аналізу базується на оцінці відносної зміни величини ефективної оптичної глибини хмарового шару, відповідального за формування розподілу інтенсивності дифузно відбитого випромінювання. Показано, що цей метод дозволяє отримувати дані про відносну вертикальну структуру і відносну концентрацію метану у хмарових шарах атмосфер планет-гігантів, які неможливо отримати при традиційному аналізі дистанційних спостережних даних.

Ключові слова: планети-гіганти, атмосфера, вертикальна структура, оптична глибина, аерозоль.

Abstract

Ovsak O.S. The parameters determination for a vertical structure of aerosol component in atmospheres of Giant planets. - Manuscript.

...